多形式的个性化人才培养模式提升学生的创新与实践能力

优化了基础物理实验课程体系与实验教学资源,更有利于分层教学,满足不同层次学生的学习要求.为学生打造了现代化、可自主实验化、适合信息时代特点的物理实验学习环境,为大面积学生的创新能力培养提供基础保障.采用多形式的个性化人才培养模式:开放课题实验教学模式,激发学生的实验兴趣,培养学生的创新意识和创新能力;"物理实验强化班"模式,重点培养"拔尖人才";以开展大学生物理学术竞赛及实验竞赛为平台,激发提升学生的创新能力.

非平衡电桥测温原理的应用

文中利用非平衡电桥的测温原理制作线性温度计,为大学本科物理自主性实验提供可行性的实验仪器。经过市场调研,选用了MF52型NTC陶瓷热敏电阻作为感温元件,九孔电路板作为实验底板,微安表作为显示器来组装便于更换的线性温度计。元件选择和参数设计合理,在测温范围20~70℃内,微安表的示数近似与温度呈线性关系,可以作为电子温度计使用。元器件易于更换,可操作性强,有利于学生动手能力和自主创新能力的培养。

基于Analog Discovery 2的巨磁阻效应实验系统

将口袋式仪表Analog Discovery 2及其配套控制软件WaveForms引入巨磁阻效应实验,替代直流电源、信号发生器、示波器、数字信号控制器等传统仪表,完成信号的激发、采集以及处理.由Analog Discovery 2驱动螺线管、巨磁阻传感器、直流电机和步进电机等部件,可以实现巨磁阻传感器R-B基本特征曲线和高速转动转速的快速测量,还可以结合齿轮状铁磁体,实现低速转动的准确测量及微小角位移的定标和测量.各主要部件采用三维调整架固定,偏置永磁铁也配备了不同形状的导磁头,方便学生观察不同条件下的实验现象,完成更具有开放性和创新性的实验内容.

物理实验课程教学资源的建设及教学改革

通过强化实验仪器的可操作性,打造精品实验、特色实验,为学生创新能力与实践能力的培养提供基础保障。通过网络学习资源的建设,突破学生学习时间与空间的限制,把实验教学有效地延伸到课外,推动学生自主学习,引导学生主动思考主动探索。信息化教学资源的建设,也改变了师生的交流互动方式,促进了教师教学水平和教学能力的提升。

热敏电阻温度计设计实验中常见问题及快速解决方法

总结了热敏电阻温度计设计实验过程中常见的电路问题,给出检查方案.通过对电路进行整体分析和借助万用表,可快速修正电路,使学生在课上的有限时间内能较好地完成实验内容,保证课程顺利进行,提高实验教学质量,让学生学有所获.

温度计的设计与制作

选用了成本低、体积小的MF52型NTC陶瓷热敏电阻作为感温元件,利用九孔电路板作为实验底板,组装元器件便于更换的线性温度计。介绍了非平衡电桥测温原理、提出了测温元件的选择方法、给出了温度计参数设计实例、并完成了仪器的安装和实验验证。在测温范围20～70℃内,通过合理的参数设计,使得微安表的示数近似与温度成线性关系,因此可以作为电子温度计使用。

利用纹影法测量气体的喷流速度

通过自主设计搭建纹影系统和气流发生器,获取了非接触观测不同流量的气体喷流时的流场演化图像,实时展现了流场演化过程中的诸多细节,结合Tracker软件图像分析和COMSOL有限元模拟,定量测量了气体的喷流速度,研究了气体喷流时的动态演化规律。研究结果发现,空气阻力对气体的喷流速度有较大的影响,在空气阻力的作用下喷流速度初始时刻会迅速衰减,随后缓慢减小并随时间演化出现一定的涨落;还发现气柱内压和空气阻力会导致气柱明显加宽,随着喷流速度的增加气柱加宽现象更加明显,进而阐明了实验结果与理想情况下理论计算存在差异,并且随着气体流量增加,这一差异更加明显的原因。