理工科大学生物理实验学习观念的调查研究

为揭示理工大学生的物理实验学习观念,本文以华南师范大学的理工科大学生为研究对象,进行了访谈和调查.对访谈资料进行现象图析学分析,初步揭示了“记忆”、“菜谱式操作”等十一类逐渐精致的物理实验学习观念.对问卷调查的探索性因素分析,进一步验证了其中九类学习观念.理工科大学生的物理实验学习观念构成一个有层次的结果空间,从低到高分别反映了学科知识取向、学科过程取向和学科本质取向.物理学专业学生更认同物理实验学习是“菜谱式操作”、“掌握技能和体验”和对理论学习的“验证”.未来高等院校物理实验课程教学应进一步协调理论与实验课程,并突出实验独特的育人功能.

酱油的光学热透镜效应

本文设计了一种材料易得、适用于演示非线性光学现象的热透镜效应装置.低功率激光经凸透镜汇聚,在薄酱油介质中传输时产生热透镜效应,利用刀口法测量和软件拟合计算出激光高斯光束的半径,并结合光学矩阵运算得到酱油热透镜的焦距.由酱油薄膜位于凸透镜焦点前后时高斯光斑大小的变化,得出酱油介质在高斯光束照射下可等效为凹透镜,讨论了酱油浓度、厚度对热透镜效应的影响.本装置结构简单、性价比高,可用于本科的实验教学演示.

低功率激光热透镜效应的模拟及研究

与高功率激光相比,低功率激光更安全,其热透镜效应对激光功率变化更敏感,更适合用于实验教学.本文利用有限元法模拟低功率激光的热透镜效应,模拟介质温度场和等效热透镜焦距,定量探究低功率激光热透镜焦距与激光功率以及介质热吸收率、厚度的关系.模拟结果与实验数据符合良好,为探究低功率激光热透镜效应实验提供理论依据.

物理师范生科学探究学科教学知识的测评研究

当前物理教学仍然停留在知识层面,科学探究教学未能有效实施,其根本原因主要在于大部分教师对科学探究的认识存在偏差.为助力本土化科学探究教学的实施,基于我国新一轮课程改革对科学探究的本土化认识和国际上对PCK的共识,提出了科学探究PCK的测评框架并开发了相应的测试卷.采用多维Rasch分析验证了测试卷的信度、效度.后续的统计分析表明,整体而言,师范生在课程知识维度上表现最好、在策略知识维度上表现最差;对不同层次院校物理师范生的进一步比较分析表明,一本院校的师范生在除课程知识维度外均显著优于二本院校的师范生.基于上述研究结果,从课程设置和教学实践环节对未来师范生培养提出了建议.