打造智能化、信息化、人本化的多媒体教学环境——南京师范大学多媒体教室信息化管理的创新与实践

为了集中控制多媒体教室中的各类设备,实时监控和及时解决教师上课中遇到的问题,方便多媒体设备的维护与管理,作者自主设计研发了智能中央控制系统,自动远程监控系统以及实时管理与报修系统。这三个系统的应用充分发挥了多媒体教室的功能,及时保障了信息化教学的需要,有效提高了人员工作效率与管理水平,打造了智能化、信息化、人本化的多媒体教学环境。

大学生课外公益科普活动的育人功能及其实现——以南京师范大学“科学大篷车”为例

大学生课外公益科普活动具备培养合格人才所需的意志、精神、能力等多方面的育人功能,通过激发动力的机制可以实现育人功能。实践育人环节,育人主体的角色是引领者、示范者、陪伴者、服务者。实践育人遇到的困顿,需要通过多方共同努力加大投入,创新实践方式、实践内容来突破。

项目化学习下CUPT备赛模式与实践——以南京师范大学队为例

在中国大学生物理学术竞赛(CUPT)10年的关键性时间节点,本文介绍了以南京师范大学CUPT代表队10年备赛经验所形成的备赛模式,论述了南京师范大学以项目化学习理论(Project Based Learning)为基础、依托CUPT培养本科创新性人才的实践探索,对备赛模式中的特色进行详细阐释,以期在已有模式及成果的基础上继续发挥CUPT对本科创新性人才培养的积极作用.

师范生“驻校式”教育实践模式的构建与实施

教育实践是师范生培养的重要组成部分,而当前我国师范生教育实践模式存在实践环节难整合、实践与理论脱节、实践质量难保证等现实问题。“驻校式”教育实践模式让本科师范生从大三开始就进入中学课堂进行驻校培养,培育期为每周的一整天以及教育见习、实习和研习期,是一种长期、全程、浸入式的教育实践过程,该模式开辟了一条连贯式培养路径,实现了理论和实践的深度融合,加强了高校师范生的综合能力和专业素养培养。首次驻校培育计划以物理师范生为研究对象,经过一年多的有效实施,取得了一系列显著成果和积极反馈。

“真问题”对物理大概念教学的启示——以几何光学和波动光学下的“小孔成像”为例

以小孔成像这一“真问题”为例,从几何光学推导了小孔成像的原理和条件,明晰了“像”的实质为小光斑的集合;从光的电磁波本性出发,将光的直线传播理解为衍射不明显时的极限表现,进一步探讨如何从波动光学看待小孔成像.整合光现象与光本质,探讨大概念视角下的物理教学.

物理实验教学与科学素质教育

刘炳升老师现任南京师范大学物理系教授 ,课程教学论硕士导师、课程教学论实验中心主任 ,兼任中国教育学会物理教学专业委员会副理事长。主要从事物理教学论、物理实验教学及研究工作。获国务院特殊贡献津贴、国家教委普通高校优秀教学成果奖等。曾任世界银行贷款“理科实践教学和低成本实验”研讨班、“师范教学发展项目”物理教育国家级研讨班中方主持人。近年来 ,出版论著、音像教材近 1 0部 ,发表论文 40余篇。刘老师在实验教学的研究方面具有高深造诣 ,其孜孜不倦的精神和丰富经验是年青教师的宝贵财富。为此 ,本刊特邀刘老师将其研究成果撰文系列发表 ,以飨广大读者。

情景教学在大学物理中的应用——从国外“熵”概念教学的一个案例谈起

熵概念是1865年由德国物理学家克劳修斯(R.Clusius)提出的.熵理论已在自然科学、社会科学及生命科学等各个领域得到了广泛应用.

信息技术支撑下物理形象思维的培养

物理形象思维是一种具体的以物理表象为思维材料而进行的思维，而物理表象则是物理形象在人脑中的间接和概括的反映。这些形象包括事物的物理宏观形象、微观形象、时空形象、局部形象、静态形象和动态形象等。我们可以围绕物理表象的形成、积累、运用等，培养学生的物理形象思维。

把数字图像技术引入近代物理实验

数字图像技术实验作为近代物理实验课程应用技术部分的选题之一 ,使用数码相机获取图像 ,使用 Pho-toshop软件处理图像 ,使用打印机输出照片 .知识新颖 ,教学形式活跃 ,有助于学生能力和素质的培养 .

基于迁移理论提升大学物理实验教学质量的探索与实践

为有效提高大学物理实验课程的教学质量,本文提出了基于迁移理论的教学方法.该方法利用肖像式结构原则进行课前预习,构建良好的知识体系进行课前认知和态度迁移,在教学过程中通过探究式教学提高迁移效率,并通过课后反思和拓展来巩固迁移效果.实践表明,这一模式可以充分实现迁移理论在教学中的优势,加强学生思维的活跃性,使学生的实验过程从机械性的简单重复走向深度理解,最终增强学生的学习能力和创新能力。

技术赋能教育 减轻认知负荷——以“楞次定律”教学为例

TPACK理论是用来描述教师知识结构的理论框架,它能够指导教师对信息技术与教学的整合,以达到更好的教学效果.本文以高中物理选择性必修二中“楞次定律”规律教学为例,发挥TPACK理论的优势,将信息技术融入物理课堂,使技术知识、教学知识、学科内容知识有机融合,以减少外在认知负荷,增加相关认知负荷,整体上减轻学生学习过程中的认知负荷,提高学生的学习效果.

蕴含辩证唯物主义的图像频谱教学实践

图像频谱蕴含丰富的辩证唯物主义基本原理,为课程思政与专业知识的深度融合提供平台。近年来,基于结构光照明的单像素成像技术发展迅猛,该技术为逐个提取图像频谱分量提供了途径。针对图像频谱分析和处理,提出基于结构光照明的教学方案。此方案通过结构光图案空域和频域的联系,阐述图像信息空域频域这两种表现形式的对立统一。依据结构光照明逐步获取图像频谱的具体步骤,此方案进一步深入阐述图像信息空域和频域所对应的事物普遍联系和对立统一的辩证唯物主义基本原理,实现专业知识和思想政治教育的双重目标。最后,通过分析不同频谱分量在表达图像信息中的地位,联系辩证唯物主义抓住主要矛盾、兼顾次要矛盾的方法论,阐明图像频域处理的指导思想。此方案将图像频谱分析处理与辩证唯物主义原理相结合,将专业知识学习与政治素养培育相结合,以辩证唯物主义指导图像分析和图像处理,从科学世界观和方法论的角度审视图像频谱分析和处理,有助于引导学生将思想政治学习与专业学习有机融合,成为具有马克思主义世界观的综合型人才。

一种基于5G应用的圆极化微带相控阵天线

本文提出一款应用于5G频段,可实现方位面±40°波束扫描的圆极化微带相控阵天线。该相控阵天线单元是由矩形贴片、上下介质板、缝隙耦合馈电结构、金属反射板构成。利用切比雪夫综合法的一分八不等分功分器实现相控阵天线的馈电形式。测试结果表明,阵列天线的驻波比带宽为3.25 GHz~3.69 GHz,端口隔离度大于25 dB,扫描过程中增益最大为21 dB,增益衰落小于3 dB,最大扫描角处轴比为2.89 dB。该天线具有低剖面、高隔离度、高增益以及良好的波束扫描性能等优点。

基于席夫碱配体和两种苯甲酸盐构筑的两例Dy_(4)配合物的合成、结构及单分子磁体性质

使用Dy(NO_(3))_(3)·6H_(2)O与席夫碱配体2-(((2-羟基-3-甲氧基苄基)亚氨基)甲基)-4-甲氧基苯酚(H_(2)L)和2个辅助配体PhCO_(2)H和2-NO_(2)-PhCO_(2)H在乙醇中反应,得到2例Dy_(4)配合物[Dy_(4)(L)_(4)(PhCO_(2))_(2)(NO_(3))_(2)(EtOH)_(2)](1)和[Dy_(4)(L)_(4)(2-NO_(2)-PhCO_(2))_(2)(NO_(3))_(2)(EtOH)2](2)。单晶X射线衍射解析表明配合物1和2均由Dy_(2)基本单元构建,形成中心对称的四核线性链状结构。配合物1和2中Dy_(2)单元中的一个Dy(Ⅲ)离子呈现七配位几何构型,另一个Dy(Ⅲ)离子呈现八配位几何构型。2例配合物均为单分子磁体,其能垒分别为110和108 K。通过理论计算对1和2的磁性能进行了分析。

基于自由透镜相位的多维度轨道角动量全息(特邀)

光学轨道角动量全息是一种有效的信息存储和加密技术,但轨道角动量这一单个维度已经无法满足日益增加的复用容量需求,拓展额外的复用自由度是该项技术的发展方向。构建了一种将多参数可调的自由透镜相位引入轨道角动量全息中实现径向、角向和轴向三个维度联合复用的方案。模拟和实验结果均表明,只有用与编码拓扑荷值l符号相反的、径向位移参数r0以及焦距f相同的自由透镜相位所调制的完美光学涡旋照射时,方可重建出正确的目标图像。此外,将自由透镜相位中的形状控制因子q作为额外的编码载体,进一步增加复用全息的信道数量。同时,还证明了基于自由透镜相位的轨道角动量全息可以实现分数阶拓扑荷复用。该技术将轨道角动量全息技术与光场调控技术相结合,提高了全息加密的安全性,增加了复用信道的自由度,在通信领域具有潜在的应用前景。

高中物理课程标准教科书内容难度定量分析——以“量子理论”为例

从影响课程内容难度的三要素入手，讨论了各要素的赋值和内容难度的计算问题。以《普通高中物理课程标准（实验）》为参照，从文本角度对4个版本高中物理教科书中量子理论部分进行内容难度定量分析、比较，结果表明：4个版本教科书的内容难度均高于课程标准，并呈现如下顺序：教科版〉人教版〉沪科教版〉鲁科版，教育行政部门和教师应根据所在地区、学校的情况和学生的认知特点选用教科书，灵活处理教学内容。

基于多次滤波技术的单次曝光三维物体数字全息

为了改善数字全息重构像质量以达到可实际利用的目的,首先采用以马赫-曾德尔干涉仪为基础的三维物体全息实验光路,运用单次曝光的方法,记录了真实三维物体的数字全息图。由于对该全息图直接计算得到的重构像,受零级衍射光斑和散斑噪声的影响较大,使得重构像质量难以令人满意。为此采用了一套独特的多重滤波数字图像处理方法,即综合运用小波分析与收缩加权平均滤波对实验获得的数字全息图及其数字重构像进行滤波处理,成功地消除了数字重构像中的零级衍射光斑、减小了散斑噪声的影响,得到逼真的三维物体重构像。实验结果表明,该方法简便、实用,可显著提高三维物体重构像的质量。由于采用单次曝光,无需记录多幅图像,此方法便于在实时图像分析处理等领域中应用。

基于电阻抗层析成像的高强度聚焦超声温度监测技术

作为一种对正常组织无损伤且不易引起癌细胞转移的非入侵肿瘤治疗手段,高强度聚焦超声(HIFU)治疗过程中焦域的温度监测是实现剂量精准控制的关键.本文基于生物组织的温度-电阻抗的关系,将电阻抗层析成像(EIT)和HIFU治疗相结合,提出了一种利用组织焦平面的表面电压实现电阻抗重构的检测技术.建立了HIFU治疗和EIT综合系统模型,在考虑组织的声吸收条件下,对三维Helmholtz方程在柱坐标下的声场计算进行了二维简化,并引入Pennes生物热传导方程来计算HIFU焦域的声压和温升分布特性;引入生物组织的温度-电阻抗关系,基于麦克斯韦电磁场理论,建立了具有温度分布HIFU焦域的电流和电压计算模型,利用恒流注入的边界条件实现电场计算,获得焦平面的表面电压分布.在数值计算中,利用实验聚焦换能器参数,模拟了在固定声功率下组织焦域的声场和温度场分布,以及中心和偏心聚焦条件下不同治疗时刻的电导率分布;然后通过对称电极的循环电流注入,计算了组织模型焦平面内的电流密度和电势分布,获得了焦平面圆周分布的表面电极电压;进一步采用修正的牛顿-拉夫逊算法,利用32×32的表面电极电压实现了焦平面内电导率分布的重建.结果表明,基于温度-电阻抗关系的EIT电导率重建技术不但能准确定位HIFU焦域中心,还能恢复HIFU治疗中焦域的温度分布,证明了EIT用于HIFU治疗中温度监测的可行性,为其疗效评估和剂量控制提供了一种无创电阻抗测量和成像新方法.

浅谈外国教材插图的特点和功能——对美国STC初中四册科学教材插图的剖析

美国国家资源中心 2 0 0 0年出版的初中科学教材 ,编排了大量的插图。这些插图的内容涉及领域多 ,时间跨度长 ,空间跨度大 ,设计构思巧妙、贴切 ,插图记录的场面逼真、生动、形象、亲切。在初中科学教材中编辑这些插图 ,可以较好地体现以下五点功能 :提供学生学习科学的重要信息 ;创设学生进行科学探究活动的情境 ;符合初中学生思维、认识过程的规律 ;激发学生学习科学的兴趣 ;开拓学生的视野。

美国高中物理教材的学生实验分析与借鉴

本文对一本美国高中物理教材的学生实验进行了分析 ,并指出了其特点。然后论述了美国教材的可借鉴之处 。