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大學物理實驗報告范文1
中圖分類號: TN964?34 文獻標識碼: A 文章編號: 1004?373X(2013)12?0058?03
0 引 言
近年來,隨著Internet 的迅猛發展,結合在實際教學工作中的需要,利用信息技術手段輔助教師教學和管理已逐步得以廣泛運用。由于大學物理實驗需要測量的實驗參數多、實驗組數多、實驗數據量大,且實驗報告中經常需要將數據進行統計或繪制成各類圖形,教師在批改實驗報告時需要花費大量時間進行計算,以檢查報告中的計算過程和結果,因此批改物理實驗報告是一件十分繁瑣的工作。在此情況下,“大學物理實驗報告自動批閱系統”(以下簡稱“自動批閱系統”)應運而生了。自動批閱系統的研發旨在減輕實驗教師的教學負擔,改變傳統實驗報告的手工批閱方式,提高大學物理實驗報告的批閱效率和準確性,同時,方便學生可以隨時隨地通過網絡提交物理實驗數據[1?2]。
1 自動批閱系統的設計
考慮到Microsoft Visual Studio具有豐富命令、函數,同時又可使用大批的外部函數,無論是對圖形、圖像、動畫的處理,還是對音頻、視頻的處理能力都很強大,因此筆者選擇了Microsoft Visual Studio 2005開發平臺,并利用Microsoft SQL Server 2005數據庫工具來開發本系統[3]。
1.1 系統開發環境
學生和教師模塊采用和 Visual 2005語言開發,并融入了Microsoft Office,Flash和圖片等相關素材,而后臺數據的存儲模塊則應用SQL Server 2005數據庫開發。
1.2 技術架構[4]
為更方便于管理員、學生和教師3種不同身份的用戶對系統的使用,本項目采用了B/S結構進行開發。B/S結構最大的優點就是可以在任何地方進行操作而不用安裝任何專門的軟件,只要有一臺能上網的電腦就能使用,客戶端零安裝、零維護,因此它具有更好的跨平臺性,可擴展性,降低系統運行成本,更好的滿足不同用戶的需求。
由于整個系統開發性特點,系統采用三層B/S結構:用戶界面層、應用服務層和數據訪問層。用戶界面層主要完成用戶交互功能??蛻舳艘訵eb網頁方式訪問,提供管理員、學生和教師3種不同角色登錄,根據用戶名、密碼和選擇的角色來判斷用戶的權限,登錄不同的界面。應用服務層是系統的核心,主要包括:實驗錄入數據、查看實驗分數、提出問題、自動批改與自動打分等弄能。數據訪問層通過服務層中的數據訪問組件與數據庫交互。數據庫是整個系統的基礎,主要由用戶信息庫和數據信息庫組成。
1.3 系統設計目標
通過系統設計實現,減輕授課教師的教學負擔,改變傳統實驗報告的手工批閱方式,提高實驗報告的批閱效率和準確性,同時,學生可以隨時隨地通過網絡提交物理實驗數據。
2 系統的功能模塊設計
本項目是在Microsoft Visual Studio 2005和SQL Server 2005環境下、使用和Visual 語言開發基于網絡的學生網上提交物理實驗數據、教師后臺處理和管理學生物理實驗數據并對成績進行自動存儲、統計、查詢等功能的網站[1]。該系統采用了三層B/S體系結構,使用和Visual 進行開發,并以SQL Server 2005作為后臺數據庫,通過技術來鏈接和訪問數據庫,以網站的形式。根據不同角色的功能可以把自動批閱系統分為學生、教師和后臺管理3大模塊。
2.1 學生模塊
按實驗進行的時序分為實驗前、實驗中和實驗后3個部分。
(1)實驗前:學生是通過瀏覽網頁,了解實驗目的、實驗原理、實驗要求和實驗所需器材等。
(2)實驗中:做好實驗測量和數據采集工作,并把實驗數據錄入系統;也可向教師提出自己在試驗中遇到的問題,尋求教師解答。
(3)實驗后:學生可以在系統中查看自己的實驗分數和教師對于疑問的解答。
2.2 教師模塊
(1)查閱學生提交的實驗數據,并利用系統自動計算學生所提交的實驗數據,再與精確值對比后,自動打分。
(2)回答學生在實驗中所遇到的疑難問題,給出自己的解析。
(3)導出和打印實驗分數,便于教師對實驗情況做出評估。
2.3 后臺管理模塊
(1)后臺管理員可以對訪問系統的學生或者教師用戶進行添加、刪除、修改等操作。
(2)對每年的實驗數據進行清理,減輕服務器壓力。
3 系統的特點和創新之處
3.1 系統特點
“自動批閱系統”可以處理目前大學物理實驗課程的基本實驗數據,覆蓋絕大多數物理實驗項目。
(1)學生只需要訪問實驗網站,在網頁上選擇實驗內容和實驗題目,便可進入不同實驗項目子窗口,并通過網絡提交實驗數據和實驗中所遇到的問題;
(2)教師在登錄實驗網站后選擇教師模塊,即可進入物理實驗數據處理系統主控窗口,在主控窗口實驗內容菜單選擇實驗項目,進入不同實驗項目子窗口,按不同的實驗要求和題目對學生提交的實驗數據進行自動處理并顯示結果和自動評分,教師還可以給學生的實驗報告進行點評和解答學生疑問。
3.2 系統創新之處
(1)“自動批閱系統”將高效的計算機與產生大量數據的大學物理實驗教學相結合,開創了我校實驗教學中實驗報告的新模式。
(2)系統將學生的操作測量數據在線提交,教師通過后臺管理程序對實驗數據進行自動計算,這種實驗報告批閱方式,提高了實驗報告的批閱效率和準確性,推進了實驗教學的信息化管理。
(3)系統使用數據庫訪問技術,使得自動批閱系統有較高的性能。
4 系統實現的關鍵技術
4.1 數據庫訪問[5]
本系統采用SQL Server 2005來存儲數據,多數情況下數據訪問都是采用直接在SQLConnection中寫入調用ConnectionString的屬性。但是在項目開發中以類的形式來組織,封裝一些常用的方法和事件,不僅可以提高代碼的重用率,也大大方便代碼的管理。本系統中創建一個公共類EditData,主要用來訪問SQL Server 2005數據庫,數據庫操作主要的功能是連接數據庫。
4.2 角色權限管理
本系統共設學生、教師和管理員三個角色的單入口登錄界面,在數據庫的用戶表中也給不同的角色設置了不同的權限,因此在登錄界面中輸入用戶名、密碼,和在角色下拉框中選擇自己的角色后,在登錄過程中,系統會自動對用戶名、密碼和角色進行判斷是否正確,是則進入相應的頁面和賦予相應的操作權限,否則給出相關提示。這樣即可以限制不同用戶對網站的訪問權限,也保證了數據庫中數據的安全性[4]。
5 結 語
大學物理實驗報告自動批閱系統的運用,實現了高效的計算機和大學物理實驗教學的結合,開創了大學物理實驗教學中實驗報告的新模式。利用不厭其煩的計算機來輔助物理實驗教學,更好地減輕教師的負擔,提高實驗報告的批閱效率和準確性,同時也推進了物理實驗教學的信息化管理。本系統使用方便,操作簡單,使用性強,從運行情況看,系統反饋比較快,錯誤提示簡潔明了,批改結果準確,現已在我校物理實驗教學中使用,取得了良好的效果。同時為開發其他程序設計課程的自動批改系統提供了參考模型,具有一定的參考價值[1,6]。
參考文獻
[1] 趙龍.大學物理實驗報告自動批閱系統設計[J].船海工程,2009,38(2):98?100.
[2] 夏強.Excel VBA應用開發與實例精講[M].北京:科學出版社,2006.
[3] 趙龍.大學物理實驗教學與考核系統的設計[J].教育論壇,2010(3):17?19.
[4] 嚴良達,朱曉鳴,余鳳鋼環境下在線考試系統的設計與實現[J].辦公自動化雜志,2011(7):53?55.
大學物理實驗報告范文2
深圳大學物理化學實驗報告
實驗者:賴凱濤 實驗時間:5月15日
氣溫:23.0℃ 大氣壓:100900pa
實驗六:雙液系的氣----液平衡相圖
一:目的要求
繪制在p下環已烷-乙醇雙液系的氣----液平衡圖,了解相圖和相率的基本概念 掌握測定雙組分液系的沸點的方法 掌握用折光率確定二元液體組成的方法 二:儀器 試劑
恒沸點儀
精密溫度計
調壓變壓器
阿貝折光儀
超級恒溫水浴
量筒、漏斗
滴管、大燒杯
無水乙醇
環己烷
含環己烷各為10、30、50、70、90、95%(重量百分數)的乙醇溶液。(用棕色試劑瓶盛裝)含環己烷各為 0%、20%、40%、60%、80%、100%的標準乙醇溶液。 (用白滴瓶盛裝)
三:數據分析
雙液系汽-液平衡相圖
實驗者
張志誠
實驗時間
2000/15/5
室溫 ℃
23.0
大氣壓pa
100900
環己烷/乙醇標準溶液
濃度 %
折光率
1.3620
10
1.3630
20
1.3635
30
1.3650
40
1.3675
50
1.3730
60
1.3655
70
1.3940
80
1.4210
90
1.4258
100
1.4260
擬合方程式參數
a
6.0e-07
b
6.0e-04
c
1.3601
環己烷 %
10
30
50
70
90
95
100
沸點 ℃
77.40
73.20
67.20
64.30
63.70
64.90
79.40
79.80
氣相折光率
1.3628
1.3722
1.3938
1.4010
1.4030
1.4195
1.4260
1.4261
液相折光率
1.3616
1.3639
1.3702
1.3819
1.4018
1.422
1.4265
1.4262
氣相濃度
4
20
53
64
67
91
100
100
液相濃度
2
6
17
35
65
94
101
100
低恒沸溶液
沸點 ℃
組成 %
64.1
67
四:實驗討論。
在測定沸點時,溶液過熱或出現分餾現象,將使繪出的相圖圖形發生什么變化? 答:當溶液出現過熱或出現分餾現象,會使測沸點偏高,所以繪出的相圖圖形向上偏移。
壓力和溫度的測量都有隨機誤差,試導出h的誤差傳遞表達式. 答:由h的定義式 h=u+pv 可得,
→ dh=du+pdv+vdp
→ dh=(?u/?t)v dt+(?u/?v)tdv+pdv+vdp
→ δvhm=(?u/?t)vδt+vδp
討論本實驗的主要誤差來源。 答:本實驗的主要來源:給雙液體系加熱而產生的液相的組成并不固定,而且加熱的時間長短不十分固定,因此而使測定的折光率產生誤差。另外,溫度計水銀球的位置并不固定,有時比較靠近電熱絲,測得的溫度稍微偏高。
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深圳大學物理化學實驗報告
實驗者:張志誠 實驗時間:5月15日
氣溫:23.0℃ 大氣壓:100900pa
實驗六:雙液系的氣----液平衡相圖
一:目的要求
繪制在p下環已烷-乙醇雙液系的氣----液平衡圖,了解相圖和相率的基本概念 掌握測定雙組分液系的沸點的方法 掌握用折光率確定二元液體組成的方法 二:儀器 試劑
恒沸點儀
精密溫度計
調壓變壓器
阿貝折光儀
超級恒溫水浴
量筒、漏斗
滴管、大燒杯
無水乙醇
環己烷
含環己烷各為10、30、50、70、90、95%(重量百分數)的乙醇溶液。(用棕色試劑瓶盛裝)含環己烷各為 0%、20%、40%、60%、80%、100%的標準乙醇溶液。 (用白滴瓶盛裝)
雙液系汽-液平衡相圖
實驗者
張志誠
實驗時間
2000/15/5
室溫 ℃
23.0
大氣壓pa
100900
環己烷/乙醇標準溶液
濃度 %
折光率
1.3620
10
1.3630
20
1.3635
30
1.3650
40
1.3675
50
1.3730
60
1.3655
70
1.3940
80
1.4210
90
1.4258
100
1.4260
擬合方程式參數
a
6.0e-07
b
6.0e-04
c
1.3601
環己烷 %
10
30
50
70
90
95
100
沸點 ℃
77.40
73.20
67.20
64.30
63.70
64.90
79.40
79.80
氣相折光率
1.3628
1.3722
1.3938
1.4010
1.4030
1.4195
1.4260
1.4261
液相折光率
1.3616
1.3639
1.3702
1.3819
1.4018
1.422
1.4265
1.4262
氣相濃度
4
20
53
64
67
91
100
100
液相濃度
2
6
17
35
65
94
101
100
低恒沸溶液
沸點 ℃
組成 %
64.1
67
實驗討論。
在測定沸點時,溶液過熱或出現分餾現象,將使繪出的相圖圖形發生變化? 答:當溶液出現過熱或出現分餾現象,會使測沸點偏高,所以繪出的相圖圖形向上偏移。
討論本實驗的主要誤差來源。 答:本實驗的主要來源是在于,給雙液體系加熱而產生的液相的組成并不固定,而是視加熱的時間長短而定 因此而使測定的折光率產生誤差。
三,被測體系的選擇 本實驗所選體系,沸點范圍較為合適。由相圖可知,該體系與烏拉爾定律比較存在嚴重偏差。作為有最小值得相圖,該體系有一定的典型義意。但相圖的液相較為平坦,再有限的學時內不可能將整個相圖精確繪出。
四,沸點測定儀 儀器的設計必須方便與沸點和氣液兩相組成的測定。蒸汽冷凝部分的設計是關鍵之一。若收集冷凝液的凹形半球容積過大,在客觀上即造成溶液得分餾;而過小則回因取太少而給測定帶來一定困難。連接冷凝和圓底燒瓶之間的連接管過短或位置過低,沸騰的液體就有可能濺入小球內;相反,則易導致沸點較高的組分先被冷凝下來,這樣一來,氣相樣品組成將有偏差。在華工實驗中,可用羅斯平衡釜測的平衡、測得溫度及氣液相組成數據,效果較好。
五,組成測定 可用相對密度或其他方法測定,但折光率的測定快速簡單,特別是需要樣品少,但為了減少誤差,通常重復測定三次。當樣品的折光率隨組分變化率較小,此法測量誤差較大。
六,為什么工業上常生產95%酒精?只用精餾含水酒精的方法是否可能獲得無水酒精?
答:因為種種原因在此條件下,蒸餾所得產物只能得95%的酒精。不可能只用精餾含水酒精的方法獲得無水酒精,95%酒精還含有5%的水,它是一個沸點為的共沸物,在沸點時蒸出的仍是同樣比例的組分,所以利用分餾法不能除去5%的水。工業上無水乙醇的制法是先在此基礎上加入一定量的苯,再進行蒸餾。
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深圳大學物理化學實驗報告
實驗者: 史煒 湯菲菲 實驗時間: 2000/5/17
氣溫: 24.2 ℃ 大氣壓: 100.80 kpa
二組分固-液相圖的繪制
目的要求 用熱分析法測繪鉛-錫二元金屬相圖,了解固-液相圖的基本特點 學會熱電偶的制作,標定和測溫技術 掌握自動平衡記錄儀的使用方法
儀器與試劑 自動平衡記錄儀,熱電偶,電爐,泥三角 ,坩鍋鉗,純sn、含sn為20%、40%、60%、和80%的snpb合金以及純pb(坩鍋上的記號分別為1、2、3、4、5、6)
實驗數據及其處理
雙液系汽-液平衡相圖
實驗者
史煒
湯菲菲
實驗時間
5月17日
室溫 ℃
24.2
大氣壓pa
100800
環己烷/乙醇標準溶液
濃度 %
折光率
1.3619
10
1.3631
20
1.3637
30
1.3658
40
1.3680
50
1.3725
60
1.3850
70
1.3940
80
1.4192
90
1.4255
100
1.3620
擬合方程式參數
a
6.0e-07
b
6.0e-04
c
1.3601
環己烷 %
10
30
50
70
90
95
100
沸點 ℃
77.40
72.30
67.20
64.40
63.70
63.80
79.00
79.80
氣相折光率
1.3623
1.3792
1.3900
1.3996
1.4035
1.4204
1.4224
1.4252
液相折光率
1.363
1.365
1.369
1.369
1.402
1.4241
1.4255
1.4252
氣相濃度
4
31
48
62
68
92
95
99
液相濃度
5
8
15
15
66
97
99
99
4 實驗討論。
大學物理實驗報告范文3
大學物理實驗是理工科學生在大一、大二開設的一門公共基礎課,是學生進入大學后系統接受實驗方法和實驗技能訓練的開端。它將為學生學習后續的實驗課程打下堅實的基礎。而實驗緒論課是實驗課程的第一堂課,緒論課教學效果的好壞直接影響到后面實驗課的教學。由于實驗緒論課教學內容繁多,教學時數有限,又鑒于大一、大二學生的數理知識有限,因此,筆者在教學中突出了以下幾個方面,取得了較好的教學效果。
二、緒論課在物理實驗課中的重要性
(一)讓學生明確大學物理實驗課的地位和作用
許多學生有重理論輕實驗的傳統思想,不明白為什么大學物理實驗要單獨設課,把大學物理實驗和大學物理這兩門公共基礎課混為一談,或者認為大學物理實驗和自己的專業相去甚遠,感覺這門課用處不大。教師要利用緒論課的機會及時糾正學生的認識誤區。大學物理實驗是學生系統接受實驗方法和實驗技能訓練的開端,通過傳授科學實驗的基本知識、方法和技巧,培養學生嚴謹的科學思維能力和創新精神,培養學生理論聯系實際及分析問題和解決實際問題的能力。因此大學物理實驗成為了第一門被國家教委列為單獨設課的實踐類課程,同時也是國家教委指定驗收的基礎課中唯一的實驗課,說明了大學物理實驗教學與理論教學有著同樣的地位和作用。
(二)明確提出實驗課的基本要求和實驗的程序
在緒論課中讓學生明確物理實驗課的基本要求和程序為實驗課作好準備。實驗課有三個重要的環節:課前預習、實驗操作和實驗報告。預習是做好實驗的基礎。認真閱讀教材中的有關內容,明白實驗的目的和要求,正確理解實驗原理和實驗步驟,初步了解儀器的基本性能和操作規程。實驗操作是實驗課的主要內容。實驗中,正確調節和使用儀器,及時記錄實驗數據和實驗現象。數據記錄要做到整潔、清晰和有條理,實驗的原始數據經老師檢查后簽字認可。實驗報告的書寫要規范,數據處理要有詳細的過程,對所得的數據進行不確定度的分析,并能用有效數字正確表示。最后的結果應包括測量值、不確定度和單位。最后出示學生寫得好的實驗報告樣板,讓學生對怎樣寫實驗報告有一個初步的概念。
三、采用分散式教學提高教學效果
多年來,筆者在上緒論課時采用分散式教學,即精講部分內容而將其他問題留到后續的實驗中講解。具體做法是:講解實驗的基本程序和要求;精講有效數字及其運算、測量誤差的估算、測量結果的表示等。而將基本儀器的調整、基本測量方法和數據處理方法等放到具體的實驗中去講解,就是在做某個實驗前講述所用到儀器的調整和使用方法、注意事項以及該實驗用到的數據處理方法。
四、將緒論課內容納入實驗成績考核中
大學物理緒論課中所介紹的理論知識貫穿整個實驗課程中,對于理工科學生來說,在后續專業課程、工程實驗和今后高層次科研工作中都會用到誤差分析及數據處理知識。緒論課的知識掌握不好,將會直接影響到學生實驗技能的培養。所以在緒論課教學時,筆者有意讓學生明確大學物理實驗考核方式。我們對大學物理實驗課的考核方式采用多元化、綜合評定的考核方式。大學物理實驗總評成績由平時成績和期末成績兩部分組成。主要包括:1.平時考核占50%,包括四項:課前預習10%、實驗操作50%、實驗報告30%、綜合素質10%;2.期末考核占50%,為期末筆試或者操作考試;3.參加科技活動作為加分項。考核評定結果分為:優秀、良好、中、及格和不及格五檔。期末考核采用筆試和操作考試兩種方式,每學期采用一種方式考核。第一學期在學習了“測量誤差及數據處理”基本理論、基礎實驗和一般儀器的使用方法等后安排考核筆試。大學物理實驗課程筆試與理論課程考試類似,全面考查學生掌握誤差理論知識、實驗原理、儀器操作使用方法、數據處理的方法和測量結果表示等等。緒論課的內容在試卷中占有一定的比例,突出緒論課的重要性。
五、采用及時反饋的方法進行教學
大學物理實驗緒論課是物理實驗課的第一堂課,教學時數只有3個學時,內容有誤差理論及數據處理的方法,還要介紹基本測量工具的使用,盡管在緒論課教學時采用了一些行之有效的方法,但是在后面做實驗時以及所寫的實驗報告中可以發現,學生對緒論課的內容掌握并不是很理想,表現在實驗報告中數據處理時,不清楚計算平均值時應該保留幾位有效數字,分不清相對誤差和絕對誤差,測量結果表示平均值末位與不確定度誤差位不對齊等等。
六、充分利用多媒體設備進行教學
大學物理實驗報告范文4
關鍵詞:應用型本科;人才培養;大學物理實驗;教學改革
大學物理實驗作為一門基礎學科,在應用型人才培養方面起著至關重要的作用,但現行的大學物理實驗教學在多方面存在著明顯的不足,為了滿足應用型創新人才培養的需要,必須積極探索大學物理實驗課程的教學改革。本文基于目前大學物理實驗課程教學的現狀,從課程設置、教學模式、考核方式等幾個方面探討廣東石油化工學院大學物理實驗教學中存在的不足之處,并給出了相應的幾點建議。
一大學物理實驗教學中存在的不足及對策
(一)課程設置
目前,廣東石油化工學院在教學內容上采取分層次的教學方法,即基礎性實驗、綜合性實驗、近代物理實驗和設計性實驗。這種教學方法雖然包含了大綱要求的大學階段學生應掌握的全部實驗內容。但隨著廣東石油化工學院向應用型高校的轉變,這樣的教學方法在實際中還是存在明顯不足,例如沒有針對不同專業的不同需求在教學內容上做很好的區分,見表1。從表1中可以看出對于部分不同的專業開設的物理實驗內容完全一樣,沒有體現出不同專業的特點,與專業相關性不強,滿足不了專業的需求;各個知識點之間相關性不高,學生無法將其系統的聯系起來,更無法與自己所學的專業知識聯系起來,因此這樣的課程設置往往使學生不明白學習物理實驗課程有什么用處,從而失去學習的興趣。由于廣東石油化工學院基礎性實驗和綜合性實驗是同時開課的,導致有些專業的學生,基礎性實驗還沒有完成的情況下,就開始做綜合性實驗,見表2。基礎性實驗就是指那些在教學中可以使學生具備基本的實驗知識和基本實驗技能類的實驗,通過這些實驗鍛煉學生的數據分析、數據處理、實驗報告的書寫和基本儀器的操作能力,它是為各理工科專業學生做基礎性準備的。如果基礎性實驗沒完成,學生很難順利完成綜合性實驗,并且起不到通過綜合性實驗鍛煉學生綜合所學各個知識點的效果。目前廣東石油化工學院正在向應用型本科院校轉變,物理實驗教學應打破傳統的課程設置,可以根據專業培養方向分階段進行實驗。比如把基礎性實驗作為第一階段,綜合性實驗作為第二階段,設計性實驗作為第三階段。在第一階段,學生學習基礎性實驗比如長度的測量,密度的測定等,這階段是學生接受實驗訓練的切入點,這部分應占總實驗課程的60%以上,在這個過程中教師應該系統全面的講解實驗的基礎理論知識,認真指導學生實驗,通過這個階段的訓練,要使學生能夠掌握基本的實驗技能,如學會正確使用實驗器材、記錄和處理實驗數據,培養實驗報告的書寫能力等。第二階段是針對專業設置的,不同專業可以根據專業需要選擇開設不同的綜合性實驗,如土木工程專業可以開設《測量不良導體的導熱系數》、《光敏傳感器光電特性研究》等,而電信專業可以開設《電源電動勢的測量》、《雙臂電橋測量電阻》等。這一階段由于設置的實驗和學生所學專業有一定的關聯,這樣能極大的調動學生學習的積極性,提高學習物理實驗的興趣,對學生后續專業課的學習和今后的實踐均有很大的益處。在第三階段,開設設計性實驗,這一階段應以學生為主體,教師只負責給出實驗題目、實驗任務和實驗要求,具體的實驗原理、實驗步驟、實驗數據分析和采集以及數據處理均由學生自己設計并完成,通過這階段的訓練來培養學生的創新精神、實踐能力、分析問題和解決問題的能力。
(二)教學模式
目前,廣東石油化工學院大學物理教學模式基本上還是采用傳統的以驗證為主,要求學生課前預習實驗并寫好預習報告,實驗儀器和設備全由教師事先指定,并且實驗前教師會對實驗目的、實驗原理、實驗步驟進行詳細的講解,之后進行示范操作。學生按照指定的步驟和要求進行實驗,學生完全沒有自主選擇權,只是機械的模仿、驗證,這在一定程度上抑制了學生的興趣,難以發揮學生的主觀能動性,與廣東石油化工學院應用型人才的培養目標相差較大,不利于學生創新能力的培養。應用型本科院校實驗教學是以培養學生科學實踐能力和創新能力為核心的,為此,對物理實驗課應引入多種教學模式。第一,分層次教學模式[4,5]。雖然在進入高校時學生的高考成績相差不大,但是學生的個體差異還是比較明顯的,每個學生的智力水平、性格特征、知識面的廣度和深度、克服困難的毅力、做事的認真程度以及對自己不足的糾正態度等等都有所不同,因此教師應該因材施教,對于不同的學生采用不同的方法和要求,能夠使拔尖的學生冒出來,并且對學習困難的學生能夠有針對性的進行幫助。第二,開放實驗室[6,7]。實驗室開放后,學生可以不受時間的限制,充分利用實驗室資源,學生能夠優先選擇自己感興趣的實驗,遇到問題自己搜集資料,根據教材上的實驗內容和實驗設備操作說明書獨立完成實驗,讓學生參與到實驗的整個過程,這樣可以真正地發揮學生的主觀能動性,培養他們的創新能力和實踐能力。第三,把多媒體引入到傳統的教學方法中[8]。利用多媒體課件可以直觀形象的把一些不易語言表達的內容表達出來,如:一些難以捕捉的物理現象、難以理解的實驗原理,也可以把一些比較復雜的實驗步驟分步進行詳細講解。這樣可以使學生更容易理解實驗原理,能夠主動快速的構建物理模型,掌握實驗所涉及的物理概念和規律,把握實驗儀器的調節技巧,提高學生對物理實驗的學習興趣。
(三)考核方式
廣東石油化工學院長期以來大學物理實驗考核的方式是老師根據學生提交的實驗報告情況,給出“優、良、中、及格和不及格”的評價,這樣的話,學生只要認真書寫實驗報告,實驗考核就算通過了,即使有的學生實驗做得不理想,但寫實驗報告時參考其他做的比較理想的同學的實驗報告,也能得到不錯的成績,甚至比認真做實驗的學生成績還高,因而這種考核方式有很大的弊端,不能充分體現學生對物理實驗的掌握程度,不利于應用型人才綜合實踐能力和創新能力的培養。根據廣東石油化工學院應用型人才的培養目標,為了全面客觀地評價學生的實驗能力,大學物理實驗考核方式應采用平時成績加期末考試成績的考核方式。平時成績應包括課前對實驗的預習成績,實驗過程中的實驗操作成績,課后數據處理、實驗報告的書寫成績;期末考試應采取筆試和實操考試相結合的方式。最終的實驗成績的評價中,可以參考圖1所示,綜合各部分成績給出總體評價,全面考核學生的實驗過程和實驗結果。采用這種形式后,學生就必須重視實驗的各個環節,親自完成實驗內容,得到相應的實驗結果,最終得到滿意的成績,這樣可以提高學生對物理實驗的重視程度,提高學生的實驗能力,真正的體現應用型人才的培養理念。
二結語
廣東石油化工學院正處于應用型本科大學轉型階段,根據社會和企業對應用型人才的綜合素質要求的不斷變化,作為基礎課程的大學物理實驗,也要進行不斷的改革,以適應新的要求,本文對大學物理實驗課程設置、實驗教學模式和考核方式進行了探討,尋求新的物理實驗教學模式,以期通過對大學物理實驗教學的改革,提高學生的綜合實踐應用能力和創新能力,充分發揮大學物理實驗教學在應用型人才培養過程中的作用。
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大學物理實驗報告范文5
ISO9000族標準(簡稱ISO9000)是國際化組織于1987年頒布的世界通用的質量管理和質量保證標準,由一系列的標準和指導性文件組成。ISO9000是全世界質量科學和管理技術的精華,經過多次改進,現在更加科學適用。ISO9000的精髓是把質量管理從對產品進行事后的檢測,轉為對形成最終產品的全過程實施過程控制,對影響質量的各個環節進行檢測、糾錯、改進。ISO9000自推出以來,已被包括我國在內的一百多個國家等同采用為國家標準。作為開展質量管理和質量保證的依據,許多教育機構也將ISO9000作為提升教育教學質量管理水平的有效工具。早在1987年,英國就率先應用ISO9000來保障高等學校教學質量,有幾十所英國高校得到應用;美國1992年就有220所高等院校采用該標準,其中包括哈佛、哥倫比亞等一些著名的研究型大學;截止2000年,歐洲有263所(包括劍橋大學、牛津大學)、亞洲有123所高等學校和教育機構通過了ISO9000質量管理體系的認證,2000年后有更多的高校加入。我國現有近30所高等院校采用該標準,例如上海海事大學、大連海事大學、南京工業大學、武漢交通科技大學、鹽城工學院、青島海洋學院、國防科技大學計算機學院,哈爾濱工業大學科學與工程研究院、浙江大學城市學院等。目前,在高校實驗實踐教學方面應用ISO9000建立、實施教學質量管理體系并通過認證的案例鮮見報導。一些文獻提出了高校實驗實踐教學方面引入ISO9000的思想,但尚未在具體的實踐實驗類課程層面上構建基于ISO9000的教學質量管理體系,對體系的建立的思路也缺乏進一步的討論。
2大學物理實驗教學質量管理體系的構建目標
要明確大學物理實驗教學質量管理體系的構建目標首先得厘清“顧客”的概念。“以顧客為關注焦點”是ISO9000的首要質量管理原則,即:組織依存于顧客,因此,組織應當理解顧客當前和未來的需求,滿足顧客要求,并爭取超越顧客期望。顧客在ISO9000中的定義為:接受產品的組織或個人。顧客可以是消費者、委托人、最終使用者、受益者和采購方。物理實驗中心的主要“產品”是“大學物理實驗”教學服務,學生不是大學物理實驗中心的產品,而是接受教學服務產品的消費者,是體現產品質量的載體,是產品的“直接顧客”。“學生的發展”是教與學的共同目標,但由于自身認知水平的局限,學生對具體學什么內容對自己的發展有益并沒有一個清晰的概念,提出的要求往往是在教學方式層面上的,但在實驗教學體系的設置和規劃上往往無法提出具體的要求。學生所屬院系和物理實驗中心可看成是“委托方”和“加工方”的關系,也就是說,學生所屬院系“委托”物理實驗中心對其學生進行物理實驗方法和技能的訓練(“加工”),從而便于其開展下一階段的理論或實踐課程的教學服務。物理實驗中心產品質量的好壞將會影響學生所在院系后續的教學活動的順利推進。因此,學生所在院系相當于是產品的“間接顧客”。而用人單位、社會和國家是產品的使用者和受益人,是產品質量的最終判定者,才是產品的“最終顧客”。所以,物理實驗中心還必須滿足“間接顧客”和“最終顧客”的要求,才是真正意義上為了“學生的發展”。物理實驗中心需要以顧客為關注焦點去收集、分析和研究顧客和相關方的要求,以此作為創建大學物理實驗質量管理體系的基石,繼而以顧客的滿意作為大學物理實驗質量管理體系的構建目標。
3大學物理實驗教學質量管理體系總體框架設計
通過使用資源和管理,將輸入轉化為輸出的任何一項或一組活動,可以視為一個過程。在物理實驗中心的各項活動中,制定大學物理實驗教學大綱、設計和開出實驗項目、維護實驗儀器設備、實驗師資隊伍的建設、教師指導學生做實驗等等,分別都是一個個“過程”。為了產生期望的結果,由過程組成的系統在組織內的應用,連同這些過程的識別和相互作用,以及對這些過程的管理,可稱之為“過程方法”。ISO9000鼓勵在建立、實施質量管理體系以及改進其有效性時采用過程方法,從而滿足顧客要求,增強顧客滿意,并且提供了一個以過程為基礎的質量管理體系模式。以過程為基礎的質量管理體系模式雖然對組織建立質量管理體系提供了依據,但未表明更詳細的過程,以江蘇大學物理實驗中心為例,參照該模式并進一步細化,得到了一種基于過程的大學物理實驗教學質量管理體系。
4體系的建立思路
組織在建立質量管理體系時,一方面由于組織的所處行業和規模不同,目標市場的千差萬別,決定了組織所提供的產品豐富多彩。另一方面,組織在自身的生存與發展過程中,形成了自身的運營管理特點與組織文化。正是基于上述客觀條件,ISO9000在如何滿足標準要求方面給予了組織足夠的靈活度,沒有統一規定滿足這些要求的具體途徑。物理實驗中心在建立、實施與改進質量管理體系的過程中,應根據自身的實際情況,對現有的基礎、成果和資源加以利用、整合,并按照ISO9000的具體條款要求進一步提升、擴展,建立一個既符合標準要求又適用組織特點的大學物理實驗教學質量管理體系。下面以江蘇大學物理實驗中心為例對這一思路加以說明。“層次化的物理實驗教學體系”是江蘇大學物理實驗中心的一項教研教改成果,已經過多年的實踐。“層次化”是指突破了傳統的教學方式,將理工科物理實驗課形成一個從淺到深,從基礎到前沿,從接受知識到培養能力的逐級提高的層次結構。目前,層次化的物理實驗教學體系思想已在國內外大部分大學得到認同和實踐,因此,應把該體系融入到基于過程的大學物理實驗教學質量管理體系中,但不能靜態地利用,而是按照ISO9000標準的要求把它看作產品實現過程中的一個子過程進行控制,通過對學生及相關方的滿意度調查以及實驗教學質量的監測,利用PDCA循環對該過程進行持續改進,從而帶動產品實現過程的持續改進,最終實現教學質量管理體系的持續改進。
“實驗教學和管理網絡平臺”是江蘇大學物理實驗中心正在運作的網絡信息平臺,其主要功能包括:信息通告、網上學習、網絡選課、實驗考勤、實驗成績的錄入和統計以及設備管理等。該網絡平臺投入使用后,為物理實驗教學的有效組織提供了有力的支持。在建立基于過程的大學物理實驗教學質量管理體系時,應把該平臺加以整合,并按照ISO9000的要求把該平臺的建設作為資源管理過程的一個子過程進行控制并持續改進。例如:現有的紙質實驗報告流程為“收集報告-批改報告-錄入成績-發還報告”,環節多、周期長、效率低,且不便于實驗中心的最高管理者對學生的實驗報告進行全面地跟蹤和分析,無法真正滿足ISO9000對過程及產品的監視和測量要求,因此,可以考慮把電子實驗報告納入到網絡平臺的后期建設規劃中,以網絡平臺為媒介,實現物理實驗報告流程的“無紙化”運作,不僅可以簡化實驗報告流程,而且可以確保針對實驗報告的監視和測量活動更加有效,真正實現教學服務產品由事后檢測轉為全過程監測和控制。
5結論
大學物理實驗報告范文6
關鍵詞:大學物理實驗;考核方式;多元化;分層次
作者簡介:朱波(1977-),女,滿族,遼寧錦州人,黑龍江科技大學工程訓練與基礎實驗中心,講師;韓仁學(1961-),男,朝鮮族,黑龍江雞西人,黑龍江科技大學工程訓練與基礎實驗中心大學物理實驗室主任,教授。(黑龍江 哈爾濱 150022)
基金項目:本文系黑龍江科技大學教改項目(項目編號:JY12-178)、黑龍江科技大學教改項目(項目編號:JY12-184)的研究成果。
中圖分類號:G642.423 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)25-0169-02
進入新世紀后,我國確立了“以工業化帶動現代化、以信息化帶動工業化”的新型工業化發展戰略,提出了建設創新型國家的新要求,迫切需要高等工程教育培養一大批具有現代科學技術和經營管理知識、具有開拓創新能力的現代工程師與之相適應。這就給我國的高等教育提供了新機遇,也提出了新要求。大學物理實驗課是高等理工科院校的學生進行科學實驗基本訓練的一門重要的基礎課程,是學生進入大學后受到系統實驗方法和技能訓練的開端,也是后續實驗課程的基礎。在教學實踐中培養學生對物理實驗的興趣,提高其科學素養與應用實踐能力,是大學物理實驗教學的最終目標??荚嚕ǔ煽儨y驗)則是實現這一目標的重要手段,是教育測量的主要方法,也是測量學生所學知識和技能的系統方法。在當今大工程背景下黑龍江科技大學(以下簡稱“我校”)提出的多元化、分層次的實驗考核方法,不僅提高了學生學習的積極性、主動性,強化了學生的實驗能力和實踐技能,還有利于教師全面把握學生的學習效果,幫助教師改進教學方法,真正實現了當今大工程背景下的素質化教育。[1-8]
一、大學物理實驗中常見考核方式[1-6]
如今,各高校對大學物理實驗都很重視,也在不斷改革考核方式,但迫于場地、時間、人員要求等限制,至今主要還是以筆試考核、實驗操作考核、平時實驗考核為主,但這幾種考核方式在一定程度上依然存在不足,值得我們繼續改進。
1.筆試考核
筆試考核主要是期末時,教師針對實驗原理、實驗的理論依據、實驗的基本操作步驟、實驗的數據處理以及與實驗相關的基本定律和基本概念統一做出試卷,然后學生統一作答,以試卷的成績作為學生大學物理實驗最終成績的一種考核方式。這種方式在一定程度上可以幫助學生掌握實驗理論,但由于學生在實驗前只要突擊背好理論知識、具體實驗操作步驟等,也能得到高分。因此這種考核方式不能準確評價學生,也不能從根本上激發學生學習的積極性、主動性,不能從根本上提高學生的實驗能力和實踐技能。
2.實驗操作考核
實驗操作考核是目前各高校采用較多的一種考核方式,即期末通過隨機抽取學生一學期做過的一或兩個實驗,由任課教師現場考查學生對這個實驗的掌握程度和動手能力。這種方式經多年總結,也存在著明顯的問題:
(1)由于所有的學生不能在同一時間同一地點進行考試,考試內容也要依托實驗儀器,沒有多樣性,這就導致后面考試的學生可能了解到考題內容而影響考試的公平性。
(2)學生即使在對實驗原理不了解的情況下,只要記住實驗注意事項,再按照教材的步驟進行操作,也有可能順利通過考試。
(3)由于實驗室自身條件限制,考核的一兩個實驗并不能真正代表學生真正實力,存在一定的片面性。
3.平時實驗考核
大多數高校主要把學生的實驗報告成績作為平時實驗考核成績。由于平時實驗中學生人數較多,實驗報告中數據處理、誤差分析等內容又要在課后完成,不可避免存在抄襲和篡改實驗數據現象,因此教師必然不能客觀公正評價每一個學生,單獨的實驗報告成績也不能準確反映學生真實的實驗能力,實驗課就不能充分調動學生實驗的積極性、主動性,不能很好地提高學生的實驗能力和實踐技能。
二、多元化、分層次的考核模式
隨著高等學校教學改革的深入發展,物理實驗中對考核方法的改革也成為必然。作為教學型普通高校,我校的人才培養目標為本科應用型。這就要求物理實驗課程在當今的大工程背景下,要著重提高學生的動手能力、創新能力、理論與實踐相結合的能力,提高學生在實踐學習環節的主動性和自覺性。因此我校根據實驗開課形式的不同,二本、三本學生的差別,不同專業的要求,逐步建立了有利于提高學生參與實踐教學的主動性和自覺性的多元化、分層次的實驗考核模式。
1.多元化考核模式[7]
我校在物理實驗成績考核上采取以對實驗的理解、科學作風、分析解決問題能力和探索精神等為基礎,主要根據平時成績和期末考試成績綜合評定的多元化方式。總成績=平時成績×50%+期末考試成績×50%。物理實驗課成績分別為優秀(9-10分)、良好(8-8.9分)、中等(7-7.9分)、及格(6-6.9分)和不及格(5.9分以下)。
(1)平時成績考核貫穿整個教學過程。我校經過多年經驗總結,認為平時實驗考核應該貫穿于整個實驗教學的始終。包括課前預習成績、課上的課堂操作考核、課后實驗報告成績。
課前的預習成績占平時成績的20%。首先任課教師要在課前檢查學生的一卡通情況,出現曠課或者替做實驗現象,本學期實驗成績為零,然后檢查預習報告。對于預習報告主要檢查學生是否明確書寫了實驗目的、實驗原理,是否完整和正確書寫了實驗內容和實驗步驟。然后為了讓教師進一步了解學生對實驗的理解情況,也從側面督促學生必須做好課前預習,實驗教師在課上要對學生提出幾個相關問題,對問題的回答程度可以作為預習成績的參考。
課堂操作考核部分占平時成績的40%,是實驗教學的重要過程,也是實驗過程的核心。這部分不僅能夠充分考核學生對物理實驗的基本知識、基本方法和基本技能的理解與吸收,也可以正確反映出學生的實際動手能力和獨立分析問題、解決問題的能力。我校課堂操作考核主要包括學生實驗紀律和操作考核兩方面。課堂實驗紀律主要考查學生的實驗態度是否端正,以及實驗室衛生的維護和實驗后儀器的整理情況等,由當堂教師酌情處理,一般占平時成績10%。實驗操作是實驗過程的核心,這部分要求教師在講授完實驗內容之后,在課堂上要加強巡視,時刻觀察學生的操作情況,密切注意學生的實驗操作是否規范,實驗方法是否符合要求,實驗數據的測量是否正確合理,觀察學生是否能夠在實驗中積極主動地解決實驗中發生的一些問題,能否深入思考實驗中出現的一些現象,并在實驗結束前要求學生正確上交實驗數據,確認正確無誤后,教師在原始數據處簽字。
實驗報告(數據處理)部分,占平時成績的40%。由于實驗報告可以如實地把實驗的全過程和實驗結果用文字形式記錄下來,因此這部分重點考查學生的原始數據是否準確,實驗數據的處理是否正確,實驗誤差的處理是否在合理范圍內,實驗結論是否正確完整,同時還可以考查學生能否準確地分析實驗結果所反映出的問題,對實驗是否有自己的想法與意見,對能夠提出合理、創新想法的學生,教師可以考慮適當加分。
(2)針對不同專業,期末采用不同考核辦法。我校所有理工科專業,如理學院的數學與應用數學、工程力學、應用物理學3個學科,安全工程學院的安全工程和煤及煤層氣工程2個學科,電信學院的自動化、電氣工程及其自動化、電子信息工程等6個專業,機械工程學院的機械設計及其自動化專業等共8個院系29個專業均開設大學物理實驗。但對于不同專業,由于培養目標不同,教學內容偏重的方向有所差異,因此實驗考核的方式、方法以及內容也都有所不同。例如,計算機學院的計算機專業、理學院的數學與應用數學等一些專業,大學物理實驗成績主要以平時成績和期末考核成績的綜合成績為準,期末考核又包括操作考核、理論考核等多元化考核方式。而對于物理學專業和單獨設立大學物理實驗課程的一些專業,實驗考核不僅有平時成績考核,期末還要單獨進行實驗考核,期末考核除了操作考核、理論考核,還增加了口試、小論文形式、仿真實驗考核等其他考核模式。
除此之外,為配合學院應用型人才培養目標,還建立了物理實驗課程免修制度。申請免修的學生需在規定時間內,完成由物理實驗室主任布置的若干結合工程實際、著眼于應用創新設計能力的免修課題,由實驗室成立評分小組評定成績,分別為優秀(9-10分)、良好(8-8.9分)、中等(7-7.9分)、及格(6-6.9分)和不及格(5.9分以下)。
2.針對不同學生,分層次考核模式[8]
由于我校二本和三本學生同時開課,因此考核中分層次考核尤為重要。在考核中對二本學生的考查傾向于應用創新、探索實踐、團隊協作等,對三本學生則為基礎知識、應用能力等的考查。
因此針對二本學生在物理實驗成績上的考核,主要采取以對實驗的理解、科學作風、分析解決問題能力和探索精神等為基礎,根據平時成績和期末考試成績綜合評定的方式。對于驗證性、技術性實驗項目,主要考核學生的動手能力,實驗數據的采集、分析和處理能力,實驗報告的撰寫能力,以及實驗中對問題的處理技巧。對于綜合性、設計性實驗,重點考核學生完成項目的思路、質量、工作態度、團隊合作精神和研究創新能力。綜合性、設計性實驗允許反復、允許失敗、允許課后重做,鼓勵學生更深入地進行研究,并發現現有實驗的缺點與不足,有針對性地提出改進和優化措施。對于三本學生,在物理實驗成績考核上主要采取以對實驗原理的理解、實驗內容的把握、操作技巧的應用為基礎。對于各類實驗項目,主要考核學生的動手能力,實驗數據的采集、分析和處理能力,以及實驗報告的撰寫能力,也允許反復、失敗及課后重做。
原則上不考慮三本學生的免修申請,對于個別成績優異、實踐能力強的三本學生可予批準。
三、結束語
經過我校師生的多年努力探索,結合大學物理實驗課的特點和我校的人才培養目標,以及辦學水平、學生素質等各種因素,我校這種多元化、分層次的考核方法充分調動了學生學習的積極性和主動性,大大改變了學生對大學物理實驗課不重視、不積極的現象。比較適合當今大工程背景下的高校教育要求,為不同層次、不同學科的高素質人才培養打下了堅實的物理實驗基礎。
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