大學物理實驗教學分析(3篇)

前言:尋找寫作靈感?中文期刊網用心挑選的大學物理實驗教學分析(3篇),希望能為您的閱讀和創作帶來靈感,歡迎大家閱讀并分享。

大學物理實驗教學分析(3篇)

第一篇:大學物理實驗學生成績評定方法改革

摘要:

大學物理實驗是學生進入大學后受到系統的實驗方法和實驗技能訓練的開端,學生物理實驗成績的評定方法具有重要的導學作用,惠州學院物理實驗室根據學校實際情況對學生成績的評定方法進行改革,引入新的考核指標,使得學生在掌握物理實驗的基本知識、基本方法和基本技能的同時增強責任心,提高安全意識,規范實驗操作行為,形成良好的行為習慣,促進學生的科學實驗能力和職業素質的培養。

關鍵詞:

大學物理實驗;成績評定方法;改革

2016年9月21,廣東省教育廳“關于普通本科轉型試點高校遴選結果的公示”,惠州學院被確定為廣東省14所普通本科轉型試點高校之一,將逐步轉變為應用型本科院校[1]。應用型本科重在“應用”二字,要求各專業緊密結合地方特色,注重學生實踐能力,培養應用型人才,從教學體系建設體現"應用"二字,其核心環節是實踐教學。應用型院校不僅要教授專業理論知識,更要注重理論教學與實踐訓練的結合,重視學生職業技能、獨立解決問題的能力以及奉獻、協作意識的培養,要把職業素質培養作為應用型本科院校人才培養的的主要方向。因此要建構并不斷完善實踐教學評價和監督體系,重視評價的動態性、過程性、系統性和發展性,要把影響應用型本科人才培養質量的一切因素、整個過程都納入到評價體系中,推行適合應用型本科人才成長的評價機制[2]。大學物理實驗是高等院校理工科專業學生進行實驗教育的入門課程,是使學生在掌握物理實驗的基本知識、基本方法和基本技能的同時,訓練初步的實驗能力、養成良好的實驗習慣、行為習慣和嚴謹的科學態度的重要過程,物理實驗教學質量的高低,直接影響后續實驗課程的教學質量。學生成績評定既是重要的教學環節,也是檢驗教學質量的重要手段??茖W、合理的成績評定方法具有導向作用,對于引導學生達到預定的教育目標,全面了解學生的學習效果,提高學生學習的積極性、主動性,改進教師的教學方法等都有重要意義[3]。因實驗課與理論課有所不同,實驗既涉及到理論問題,又要考察思維能力和動手能力問題,還要促使學生形成合作意識和良好的行為習慣,因此實驗課的成績評定需要尋求最合適的方法。

1成績評定方法的研究現狀

關于如何科學地評定學生的實驗成績,不同高校根據自身教學特點對實驗考核也提出了改進。有的以平時實驗、理論考試和操作考試相結合的方式來調動學生學習的積極性和主動性[4]。有的提出了以平時實驗報告、期末理論考試和小論文作業成績為基礎的大學物理實驗課程考核方案[5]。有的引進開發物理實驗信息化平臺[6-7]。有的運用模糊綜合評判理論,構建了綜合測評學生大學物理實驗成績的方法[8]。這些評定方法重點都放在在課堂操作及實驗報告的完成等關鍵內容上,對于如何引導學生在實驗過程中愛惜實驗室儀器設施、注意保持實驗室干凈整潔等方面的細節討論比較少,文獻[9]雖有提及,但并未進行深入的討論。事實上這事關學生的習慣、協作意識、學習態度與責任心,是不可忽略的問題,有必要加入相應的考核指標。

2當前成績評定方法存在的問題及原因分析

最近幾學年進入惠州學院物理實驗室上課的學生人數統計可以看出隨著學院的發展,2009年后每年都有上千名學生要進入物理實驗室做各種實驗,這么大的實驗教學工作量意味著實驗室的工作人員、設施、場地都必須高效運轉,實驗室的儀器設施安全、環境衛生經受著巨大的考驗。實驗教學量的增大直接帶來以下接問題:(1)學生對儀器設施不夠愛護。有些學生實驗之前不認真預習、實驗過程不聽講解、不正當操作損壞儀器后不向老師報告而私自更換一組儀器完成實驗或干脆一走了之,或者辯解說原來就是這樣,無法對其及時批評教育指正,同時因損壞情況不能及時登記維修又影響后面實驗課程的教學。每個學期都有不少指針被嚴重損壞的表,這本來是稍微注意下便可以避免的問題。(2)實驗室環境衛生令人頭痛。學生做完實驗就走,桌面上儀器堆放的亂七八糟,該拆的線沒拆,該關的開關也沒關,廢紙巾飲料瓶扔的哪里都是,凳子東一把西一張。(3)經常有學生把雨傘、水杯、鑰匙、課本、筆、書包之類的個人物品遺漏在實驗室,丟三落四。下課后發現東西不見了又打實驗員電話讓老師開門拿東西。(4)因為一直沒有養成良好的實驗操作習慣,導致后續的實驗課程尤其是沒有實驗指導教師的課程設計階段,實驗器材胡亂堆放、毫不愛惜,學生用過的實驗室環境極其臟亂差,實驗室管理員怨聲載道。四年后這些學生將大部分踏入社會、走上工作崗位,作為一個致力于培養高素質應用型人才的地方應用型本科院校,如果讓學生把這種不良習慣帶到工作崗位上,是極其不妥的。造成這樣后果的原因一味只怪學生素質不高不是辦法,入學新生來自不同的中學,有些中學可能限于條件學生在中學階段根本沒怎么做過實驗,他們不知道怎么做的話大學要教會他們怎么做,關鍵是要對他們提出要求,引導他們按照正確的方式去實踐去操作。一般學生的實驗課成績都是由任課教師評定,而任課教師只是通過學生的預習、操作、實驗報告幾個方面來評定成績,不太關心其余的問題,畢竟人的精力有限,實驗室的儀器維修維護、實驗室的環境衛生也不是任課教師的工作內容。而一個實驗員都要管理幾個實驗室,在幾個實驗室同時開課的情況下分身乏術也管不過來。學生對于實驗員的一些管理要求往往也置若罔聞。學生的這些不良行為習慣,如果在剛進入大學階段時得不到及時糾正,聽之任之而不加約束,后果不容樂觀。大學物理實驗是學生在校磨練實踐能力、模擬工作得出實踐經驗的重要平臺,學校教育不僅要向學生傳授文化科學知識,也要注重培養學生責任心、良好的行為習慣與性格。成績評定方法對學生的“學“具有極強的導向作用,為了培養適應社會需要的應用性人才,大學物理實驗課程除了要轉變教學觀念,在教學內容和方法上進行改革外,還需要對成績評定這一環節進行必要的改革。要加入相應的考核指標,引導學生在知識、能力、責任心、行為習慣等各方面都取得相應的進步,減少實驗室儀器設施的不當損耗,保持實驗室干凈整潔的環境。

3學生物理實驗成績評定方法改革的具體措施

3.1學生實驗成績評定引入新的考核指標

原惠州學院學生大學物理實驗課的成績評定方式,是由任課教師按照學生每個實驗的預習情況、操作情況、實驗報告完成情況給分。改革后根據最終的教學目標,在學生的實驗成績評定中增加一項內容———儀器衛生情況,這一項由實驗員打分,占學生實驗總成績的5%。這個考核指標旨在培養學生的行為習慣和責任心,對于每一個物理實驗項目的要求都是一樣的,只有實驗結束,實驗儀器無缺少無人為損壞,儀器都調整到安全的狀態并擺放整齊,臺面收拾干凈無垃圾無個人遺漏物品,凳子擺放整齊該項成績才可以給予滿分。

3.2實驗室的前期準備工作

將實驗室的所有實驗臺面、儀器設施貼上學校資產處統一打印的規范的唯一對應的儀器編號。重新設計記錄實驗情況的實驗登記卡片,增加臺面編號、儀器編號和儀器衛生情況評分欄,要求學生每次實驗前需登記臺面和主要儀器編號。這樣做的目的有幾個:一是責任具體落實到個人,二是在實驗結束后實驗員可以清楚掌握每一組實驗器材的狀況,器材有無缺少?儀器能否正常工作?三是如有儀器損壞,可以對學生進行相應的有效教育并了解原因,弄清楚學生在該實驗項目中實驗儀器操作的難點和重點,在后續的實驗課程中給予關注。

3.3具體操作實施方法

每學期學生進入實驗室開始實驗前,發給每組學生一張實驗登記卡片,要求學生認真閱讀并填寫,并由任課教師或實驗員強調:實驗過程要嚴守儀器操作規程,實驗完畢要將儀器調到安全狀態并擺放整齊,桌面保持干凈,凳子按規定擺放,必要時協助實驗員做好器材回收整理工作。如果實驗員老師來不及現場檢查,學生可將填寫好的實驗卡片放在桌面上等待實驗員老師檢查完畢評分。實驗結束后,實驗員根據學生臺面儀器設施完好情況、擺放整理情況、環境衛生情況打分,如出現儀器人為損壞或環境清潔衛生不好的情況,根據實驗登記卡片上的信息可以進行有效的批評教育指正,并對儀器進行及時的維護。最終達到提高實驗課質量,不僅向學生傳授文化科學知識,也培養學生的責任心、安全規范操作的意識、良好的行為習慣與性格,使考查的點多面寬,得到的實驗課總評成績更加客觀的目的。

4物理實驗成績評定方法改革的效果

通過兩個學期的大學物理實驗成績評定方法改革試驗,收到了明顯的效果,主要體現在以下幾個方面。

4.1實驗室環境衛生大為改觀

實驗課完畢實驗室內儀器擺放整整齊齊,臺面干干凈凈,一掃以往臟亂差的現象,學生遺漏在實驗室的個人物品也大為減少。因為責任落實到每一個學生,要求明確而具體,實驗完畢臺面儀器的整理擺放情況及環境衛生情況都計入實驗課成績,賦予實驗員一定的成績評定權后,每一次實驗完畢,實驗員都認真檢查,及時批評指正教育。當然剛開始是比較辛苦是肯定的,要費很多口舌去講要求,實驗后要一組組地驗收。但經過幾次實驗課的訓練后,學生已經能夠做到主動地在實驗結束后按照要求把儀器調整到安全狀態并擺放整齊,良好的行為習慣初步養成,實驗員老師只需要檢查每一組實驗儀器的完好情況就可以了,根據檢查結果或是補齊或是更換或是維修,有力的保障了實驗室的高效運轉。

4.2儀器設施的完好率使用率上升

實驗結束后實驗員老師會檢查每一組學生實驗儀器設施的完好狀況并評價,同時及時記錄儀器的工作狀態并根據情況做好相應的準備。對于容易被學生誤操作損壞的儀器,比如電磁學實驗中電流表電壓表的指針經常會被打歪,一是針對該組學生進行現場教育,指出他們操作過程中的不當之處,分析是電流過大還是電表的正負極接反的原因,加深學生正確使用電表的印象;二是在以后的學生實驗中要重點強調電表的使用注意事項,加強預防工作。如果是由于儀器自身的原因,比如實驗室購進的某廠家生產的“電表的改裝與校準實驗儀”、“伏安特性實驗儀”,由于質量問題,調壓電位器更換頻率很高,則實驗員會提前準備足夠的配件,壞了及時更換。實驗員對學生實驗每一組儀器設施完好狀況的檢查評價和后續的維護維修,大大提高了儀器設施的完好率使用率。

4.3學生增強責任心,養成安全規范操作的好習慣

在工業生產和經濟建設過程中,企業生產事故頻發的原因主要是人的不安全行為,事情的關鍵在于人的責任心,道理很簡單:機械設備是靠人來操縱,而任何操作錯誤都可能導致事故;規章制度要靠人去落實,不落實的制度不過是一紙空文。教育管理與企業安全生產管理之間其實有著非常緊密的聯系,文獻[10]提出具有科學發展導向的“教育要為‘安全’生產服務”,文獻[11]認為在實驗教學過程中培養出學生安全管理的意識、安全操作的習慣,是一個提高勞動者安全素質的有效途徑。應用型本科高校今天的學生,很快就是明天社會的勞動者和建設者,通過物理實驗評價方式的改革,引入新的考核指標,培養了學生的責任心和安全意識,養成了安全規范操作的好習慣,這些是一個合格的應用型人才的必備素質。

4.4形成新的更加完善更加全面的實驗成績評價方法

文獻[12]中提到,要“對傳統實踐教學環境進行重構,完善實驗、實訓、實習等實踐教學體系。加強實驗、實訓、實習環節,實訓實習課時占專業教學總課時的比例符合教育部有關規定,建立實訓實習質量保障機制”。通過學生初入大學時大學物理實驗成績評定方法的改革,為后續的眾多實驗實訓課程的順利開展打下良好的基礎,形成了適合應用型本科人才成長的評價機制,經過各個實驗實訓實習環節的強化訓練后內化為學生的行為習慣和思維方式,學生做任何事都可以做到干凈整潔有序、規范操作,這正是教育的目的。

5結束語

應用型人才的知識能力非常重要,但責任心、安全規范意識、行為習慣等方面的職業素養也絕不可忽視。實踐證明,大學物理實驗成績評定方法的改革是成功的非常有意義的,通過增加儀器衛生情況這一評價指標,使得學生在掌握物理實驗基本知識、基本方法和基本技能的同時,責任心和責任感加強、安全意識提高、實驗操作行為規范、形成良好的行為習慣,提高了學生的職業素質,與應用型本科高校人才培養的主方向吻合。同時到位的管理帶來了儀器設施完好率使用率上升、實驗室環境干凈整潔等效果,為學生順利成長為高素質的勞動者打下了堅實的基礎。但是實踐中要注意一個問題,增加儀器衛生情況這一評價指標,不是限制學生動手操作,實驗儀器設施本來就是為了給學生用的,最終目的是要求學生嚴格按照操作規程正確使用。

作者:李曦雯 單位:惠州學院

參考文獻:

[1]廣東省教育廳.關于普通本科轉型試點高校遴選結果的公示[EB/OL].

[2]潘玉駒,廖傳景.基于社會需求的應用型本科人才培養及評價[J].高教發展與評估,2014,vol.30(5):88-94.

[3]黎珉,洪煒寧,錢良存,等.大學物理實驗綜合性考核方式的實踐[J].大學物理實驗,2011,24(2):104-106.

[4]朱紅,王偉,原所佳.大學物理實驗課程考核方式的探索和實踐[J].實驗科學與技術,2011(8):108-111.

[5]劉振祥,楊棟.大學物理實驗課程的考核方式改革探索[J].高等教育研究學報,2012(12):105-106.

[6]張勝海,張曉旭,王素紅.大學物理實驗課程考核方法探索與實踐[J].教育現代化,2012(2):29-31.

[7]包斯琴高娃,馬占英,馬占新,等.基于信息化技術的大學物理實驗教學改革與探索[J].大學物理實驗,2013,26(2):100-103.

[8]楊強,馬琳.大學物理實驗學生成績考核方法的探究[J].長春大學學報,2008(8):96-98.

[9]黨亞愛,杜光源,張敏,等.高等農林院校“大學物理實驗”課程考核方法的改革[J].中國林業教育,2015(5):575-9.

[10]李勁.企業生產安全事故的“基因”分析[J].中國安全科學學報,2009(7):58-63.

[11]李曦雯.高校物理實驗室的安全管理工作研究[J].實驗室科學,2013(4):191-193.

[12]廣東省教育廳,廣東省發展和改革委員會,廣東省財政廳.關于引導部分普通本科高校向應用型轉變的實施意見[Z].省教高[2016]年5號文,2016,6(16):6.

第二篇:大學物理演示實驗教學改革

【摘要】

物理實驗分為演示實驗和探究實驗兩部分,實驗教學是高校物理教學的重要內容,對于培養學生的實踐能力、創新能力有著重要作用。本文主要就如何在演示實驗教學中培養學生的創新思維能力進行簡單的討論分析。

【關鍵詞】

大學物理;演示實驗教學改革;創新思維能力

物理是一門實踐性很強的學科,實際教學中存在著許多的實驗,通過實驗教學能夠培養學生的創新能力、實踐能力,對于學生成長十分有利,但當前我國大學物理實驗教學中還存在一些問題,影響了實驗教學目標的實現。下文就物理演示實驗教學中的問題進行簡單歸納,重點分析如何改革教學模式,轉變教學方法,培養學生的創新思維能力。

一、我國大學物理演示實驗教學現狀分析

當前社會背景之下,越來越多的企業開始看重員工的創新能力,為了適應企業對于人才的需求,高校在培養人才時必須要重視學生思考能力、動手能力的培養,教師應明白一個道理,成績并不能代表學生的綜合能力,教師必須要轉變以往的教學思維。演示實驗是物理實驗的重要組成部分,國外的大學都十分重視演示實驗教學,相對而言我國大學物理演示實驗教學就比較尷尬,大學物理的課時本身就比較少,分組實驗又占據了大部分時間,留給演示實驗教學的時間本身就更少,加上實驗儀器搬動麻煩,年輕教師更擅長多媒體教學,因此很大一部分教師在演示實驗教學中都以教學課件的形式演示實驗過程。此外,由于經費的原因,許多地方本科院校在演示實驗室建設中投入的較少,且起步的比較晚,實驗室數量及演示實驗設備都難以滿足教學需求,盡管近年來國家加大了教育投資,部分地方本科院校也開始重視演示實驗教學,但總體而言進步緩慢。

二、在大學物理演示實驗中培養學生的創新思維能力

物理是一門以實驗為基礎的自然學科,實驗教學的重要任務就是為學生正確認識事物及客觀規律提供事實依據,培養學生觀察現象、分析、解決問題的能力,及科學嚴謹實事求是的學習態度,激發學生探究與創新的潛能。下文主要從兩個方面論述大學物理演示教學教學中培養學生創新思維能力的方法。

(一)創新教學方式

演示實驗主要有兩種教學方法即實驗室演示和課堂演示,實驗室演示過程中教師需要在有限的時間內依次展示幾個實驗,每一個實驗的時間比較短,教師也沒有留下充分的時間讓學生思考,學生的觀察浮于表面,許多細節問題被忽略,且學生記憶力有限,很容易將幾個實驗的步驟記混,缺乏討論分析,學生對于自己已經掌握的和未掌握的知識沒有一個清晰的概念,課堂演示需要搬運實驗儀器,教師往往更傾向于使用多媒體進行演示,總而言之,演示實驗流于形式,并沒有發揮其應有的作用。基于此教師必須要能夠改變教學方式,在演示實驗教學之前,可以根據實驗內容提出一些問題布置給學生讓他們利用課后時間進行預習,為了檢驗學生的預習成果教師在實驗開始之前可以隨機提問,并將提問結果計入平時成績之中;對于一些不具備危險性、技術要求較低的實驗,比如完全彈性碰撞等教師可以鼓勵學生自己動手操作,實驗比較復雜時可以將操作步驟進行分解,由學生自己完成關鍵環節的操作,演示實驗完成之后教師要針對實驗內容提出一些問題引導學生進行討論,在討論過程中學生能夠理清實驗中相關知識點,同時也能夠培養學生獨立思考的能力。

(二)創新演示實驗教學模式

隨著國家教育投入的增加,許多院校已經開始積極建設演示實驗室,實驗儀器的配置也更加完善,這為實驗教學的開展奠定了良好的基礎,但為了達到培養學生創新思維能力的教學目標,學校還應該積極的創新教學模式。學校可以定時開放物理實驗室,讓學生能夠自主選擇時間觀察一些自己還不清晰或者比較感興趣的實驗;另一方面,學生也可以在實驗教師的指導之下自己嘗試著動手操作,培養學生的動手能力。由于大學物理實驗課時被壓縮,演示實驗教學時間有限,實際教學中有一些教師就直接忽略了演示實驗的過程,這種教學方式不僅難以實現教學效果,對學生創新思維能力的培養也十分不利。大學生課余時間較多,因此教師可以適當的調整課程結構,對于一些重要的、稍微復雜的實驗安排課堂時間引導學生在演示實驗室觀察探究、思考,對于一些簡單的實驗,鼓勵學生利用課外時間在實驗室開放的時間段內進行觀察探究。以往的教學模式下,學生主要通過課堂教學獲得知識,但隨著計算機及互聯網技術的普及應用,網絡成為學生獲得知識信息的重要途徑。基于此,利用現代教育技術建立一個實驗網絡空間,將演示實驗的教學資源上傳到該網絡空間之中,供學生進行查閱、下載,為學生提供更加豐富的學習資源。此外,大學演示實驗室使用頻率較高,為了保證師生的使用,因此學校必須加強實驗室儀器的管理,實驗室管理人員應定期對所有的儀器設備進行檢修、校正,確保它們都能夠正常運行。

結束語

實驗教學的重要教學目標即培養學生創新思維能力,演示實驗是物理實驗教學的關鍵內容,本文主要從教學方式、教學模式兩個方面簡單論述了在大學物理演示教學教學中培養學生創新思維能力的方法,僅為相關院校的物理實驗教學提供參考。

作者:劉昱 單位:吉林工商學院

參考文獻:

[1]金桂,黃小益,姚敏等.在大學物理演示實驗教學改革中培養學生的創新思維能力[J].物理通報,2014(05).

[2]葉吉麗.大學物理實驗教學中培養學生創造性思維的探討[D].廣西大學,2014(05).

第三篇:大學物理實驗儀器傳感器研究

摘要:

傳感器在大學實驗儀器中的應用越來越廣泛,文中簡述大學物理實驗中常使用的三種傳感器的原理及優點。從學生、教師、儀器管理者角度提出使用中存在的問題,提出解決問題的方法有定期派實驗員去內地的高等院校交流學習;定期對上課教師集中培訓;建立健全實驗人員管理與激勵機制,加強實驗員對新儀器的管理與維護。

關鍵詞:

傳感器;大學物理實驗;問題;方法

隨著信息技術的發展,實驗儀器也在不斷的推陳出新,尤其把傳感器技術應用在實驗儀器中,讓實驗的操作變得更加簡單,結果變的更加精確。傳感器是能夠感受規定的被測量并按一定規律轉換成可能輸出信號的器件或裝置的總稱,通常被測量是非電的物理量,輸出信號一般為電量[1]。傳感器的分類有多種方法,歸納起來分為按工作機理、敏感材料、功能、物理原理、對能量所起的作用、被測量分類,用途、科目以及其它分類[2]。在高校大學物理實驗中,傳感器在實驗儀器上的應用也越來越多,越來越廣。

1傳感器的工作原理

在大學物理實驗中常用到這三種傳感器,力敏傳感器、拉力傳感器、溫度傳感器。

1.1硅壓阻式力敏傳感器(SPPT)

硅壓阻式壓力傳感器是利用單晶硅的壓阻效應制成的。在硅膜片特定方向上擴散4個等值的半導體電阻,并連接成惠斯通電橋,作為力———電變換器的敏感元件。當膜片受到外界壓力作用,電橋失去平衡時,若對電橋加激勵電源(恒流和恒壓),便可得到與被測壓力成正比的輸出電壓,從而達到測量壓力的目的。硅壓阻式壓力傳感器由3個基本部分組成:①基體,直接承受被測應力;②波紋膜片,將被測應力傳遞到芯片;③芯片,檢測被測應力。芯片是在硅彈性膜片上,用半導體制造技術在確定晶向制作相同的4個感壓電阻,將他們連成惠斯通電橋構成了基本的壓力敏感元件。硅壓阻式力敏傳感器由彈性梁(彈簧片)和貼在梁上的傳感器芯片組成。傳感器芯片是由四個擴散電阻集成的一個電橋。當外界拉力作用于梁上時,在拉力的作用下,梁產生彎曲,傳感器受力的作用,電橋相鄰橋臂的電阻值發生相反的變化。電橋失去平衡,有電壓輸出。

1.2拉力傳感器

拉力傳感器又叫電阻應變式傳感器,隸屬于稱重傳感器系列,是一種將物理信號轉變為可測量的電信號輸出的裝置(見圖2),它使用兩個拉力傳遞部分傳力,在其結構中含有力敏器件和兩個拉力傳遞部分,在力敏器件中含有壓電片、壓電片墊片,后者含有基板部分和邊緣傳力部分,其特征是使兩個拉力傳遞部分的兩端分別固定在一起,用兩端之間的橫向作用面將力敏器件夾緊,壓電片墊片在一側壓在壓電片的中心區域,基板部分位于壓電片另一側與邊緣傳力部分之間并緊貼壓電片。

1.3溫度傳感器

熱電偶的測溫原理基于熱電效應。將兩種不同材料的導體A和B串接成一個閉合回路,當兩個接點電T和T0的溫度不同時,如果T>T0在回路中就會產生熱電動勢,并在回路中有一定大小的電流,此種現象稱為熱電效應,記為EAB,導體A,B稱為熱電極。接點T通常是焊接在一起的,測量時將它置于測溫場所感受被測溫度,故稱為測量端(或工作端、熱端)。接點T要求溫度恒定,稱為參考端(或冷端)。熱電動勢是由兩種導體的接觸電勢和單一導體的溫差電勢所組成,熱電動勢的大小與兩種導體材料的性質及接點溫度有關[3]。在用冷卻法測量金屬比熱容的實驗中,用到的傳感器是銅、康銅熱電偶測量溫度,而熱電偶的熱電勢采用溫漂極小的放大器和三位半數字電壓表,經信號放大后輸入數字電壓表顯示的滿量程為20mV,讀出的mV數查表即可換算成溫度。

2傳感器優勢

2.1測量值為連續性,范圍靈活

固體楊氏模量的測量實驗原有的實驗儀器在施加力的過程中,逐漸加砝碼,砝碼的質量一個是320g,整個實驗掛鉤最多只能掛8個砝碼,能加的最大質量為2560g,轉化成力就是25N。由于實驗前要給鋼絲施加一定的預拉力(1-2個砝碼),那么可以測量的數據就很有限。而用ZKY-YM數顯近距轉鏡式楊氏模量儀(帶有拉力傳感器),施加力變成了連續加力,加力的范圍為0~13kg,在加力的過程中小數點后可以精確到2位。

2.2操作簡單、便捷

液體表面張力系數的測定實驗原來用焦利氏秤法測量,實驗過程中要調節小鏡中的指示標線、平衡指示玻璃管上的刻度線及其在小鏡中的像三者對齊,簡稱三線對齊[4]。操作過程復雜。用DH4607型液體表面張力系數測定儀測量后(帶SPPT),實驗中只需調節金屬吊環與水面平行,調節升降臺來拉升水膜,操作簡單,從水膜拉破前測定儀上顯示值U1和拉破后的顯示值U2來計算表面張力。

2.3靈敏度高、穩定性好、測量結果準確

用拉脫法測量液體表面張力,對測量力的儀器要求較高,由于用拉脫法測量液體表面的張力約為10-3~10-2N之間。近年來,新發展的硅壓阻式力敏傳感器因量程范圍較小,靈敏度高,且為穩定性好的測量力的方法正好能滿足液體表面張力測量需要,它比傳統的焦利秤、扭秤等靈敏度高、穩定性好,可數字顯示以便于計算機實時測量記錄。

3應用中存在的問題

3.1從學生角度

學生在實驗室用了新的帶有傳感器的實驗儀器后,發現在實驗操作上與前有儀器相比,操作變的更加簡單,調節幾個旋鈕后就可以得到測量的物理量,學生的動手能力得不到提高,在實驗中學生能碰到的問題及實驗現象變少。在用舊儀器時,實驗過程中學生會碰到配件變形問題,或者是異常實驗現象問題,通過引導學生對這些問題進行細致深入的分析,學生能夠從中學到“一鍵式”操作所無法學到的知識與能力[5]。

3.2從教師角度

教師缺乏對儀器工作原理的了解,只掌握了儀器的使用,在講解儀器時自然會忽略掉傳感器的原理部分,重點只放到了如何使用儀器,學生在使用儀器時并不明白為什么會這樣,使得他們的創新能力大打折扣。在儀器更新的同時,教師的教學內容更新的較少,或者說一成不變,這會影響到教學效果,使得學生到實驗室成了簡單的操作者或者說是復制者,并沒有認真思考實驗中的問題。

3.3從儀器管理者角度

傳感器儀器靈敏度高,學生在使用時由于操作不當,超過傳感器極限時,很容易造成儀器損壞。儀器管理者缺少對傳感器儀器的維護知識,儀器損壞時,不知該如何修理,造成儀器的閑置和浪費。

4措施

4.1定期派實驗員去內地高等院校交流學習

高校實驗室儀器更新的速度較慢,而新儀器不斷出新。在選購新儀器時,實驗員對新儀器信息掌握太少,大都來自網絡或者是廠家的宣傳冊,往往選的不一定適合,有些儀器宣傳做的好,儀器的質量及實用性一般。高校的實驗員幾乎沒有出去交流學習的機會,缺乏對新儀器的具體了解。定期派實驗員出去學習,了解其他高校使用的新儀器以及使用中遇到的問題,當學校購買儀器時,不盲目,不盲從,選擇適合本學校的,同時也提升了實驗員的能力,并開拓了實驗員的視野。

4.2定期對上課教師集中培訓

新儀器到實驗室后,驗收者和最早使用者大多是實驗員。實驗員在驗收過程中與廠家人員交流,了解實驗儀器的具體使用及注意事項。而教師上課前只參照說明書操作實驗儀器,并沒有具體了解儀器工作的原理。在教師上課前,對所有上實驗課的教師集中培訓,側重點放在新儀器原理及使用上。在統一培訓中,教師獲得相同信息,保證學生在不同的教師授課下都能獲得相同的重點信息。同時,在培訓中,給老師長期不變的授課內容加入新鮮血液,注入新的養分。

4.3建立健全實驗人員管理與激勵機制,加強實驗員對新儀器的管理與維護

健全的制度是提高辦事效率的途徑之一。實驗儀器的管理與維護是一項繁而復雜的工作。由于實驗員人員不穩定,為儀器的交接與管理留下隱患。在高校應改變固有觀念,提升實驗員的地位,加大力度對實驗員的培養,建立完善的激勵機制,調動實驗員的積極性與主動性。在購買新的儀器設備后,安排專人管理,不定期檢查新儀器的運行與維護情況,定期分析總結實驗中易損壞的儀器及原因,并提出解決方案。在儀器損壞無法維修時,積極主動聯系廠家。加強實驗員對儀器的管理與維護,并把此項作為實驗人員的考核項。

5結論

儀器的更新,是時代的進步。新的儀器取代舊的儀器,并不是說不好,對于存在的問題,我們應積極應對與解決。比如學校應隔上幾年派實驗員去內地的高等院校交流學習,了解最新的儀器信息;在新儀器的使用前,對上課教師集中培訓;建立健全實驗人員管理與激勵機制,加強實驗員對新儀器的管理與維護。儀器進步的同時,教育者在教學中也應緊跟時代的步伐,在新的儀器面前,要謙虛,要好學,要改變自己的教學思路,不能一成不變的教學。

作者:王雪燕 侯娟 單位:石河子大學

參考文獻:

[1]谷有臣,孔英,陳若輝.傳感器技術的發展和趨勢綜述[J].物理實驗,2002,22(12):40-42.

[2]楊親民,肖瑞蕓.傳感器的分類與傳感器技術的特點[J].傳感器世界,1997,5:1-5.

[3]劉金華,解同信.熱電偶傳感器的溫度測試[J].北京工業職業技術學院學報,2007,6(2):35-38.

[4]吳泳華,霍劍青,浦其榮.大學物理實驗[M].高等教育出版社第一冊(第二版).北京:高等教育出版社,2005:167.

[5]張春玲,劉冠男,錢鈞等.拉脫法測液體表面張力系數實驗探討[J].大學物理,2016,35(1):31-34.

[6]李成龍.基于單片機的交互式智能實驗儀器設計[J].大學物理實驗,2016,29(3):67-69

亚洲精品一二三区-久久