大学物理实验教学分析(3篇)

大学物理实验教学分析(3篇)

第一篇:大学物理实验学生成绩评定方法改革

摘要:

大学物理实验是学生进入大学后受到系统的实验方法和实验技能训练的开端,学生物理实验成绩的评定方法具有重要的导学作用,惠州学院物理实验室根据学校实际情况对学生成绩的评定方法进行改革,引入新的考核指标,使得学生在掌握物理实验的基本知识、基本方法和基本技能的同时增强责任心,提高安全意识,规范实验操作行为,形成良好的行为习惯,促进学生的科学实验能力和职业素质的培养。

关键词:

大学物理实验;成绩评定方法;改革

2016年9月21,广东省教育厅“关于普通本科转型试点高校遴选结果的公示”,惠州学院被确定为广东省14所普通本科转型试点高校之一,将逐步转变为应用型本科院校[1]。应用型本科重在“应用”二字,要求各专业紧密结合地方特色,注重学生实践能力,培养应用型人才,从教学体系建设体现"应用"二字,其核心环节是实践教学。应用型院校不仅要教授专业理论知识,更要注重理论教学与实践训练的结合,重视学生职业技能、独立解决问题的能力以及奉献、协作意识的培养,要把职业素质培养作为应用型本科院校人才培养的的主要方向。因此要建构并不断完善实践教学评价和监督体系,重视评价的动态性、过程性、系统性和发展性,要把影响应用型本科人才培养质量的一切因素、整个过程都纳入到评价体系中,推行适合应用型本科人才成长的评价机制[2]。大学物理实验是高等院校理工科专业学生进行实验教育的入门课程,是使学生在掌握物理实验的基本知识、基本方法和基本技能的同时,训练初步的实验能力、养成良好的实验习惯、行为习惯和严谨的科学态度的重要过程,物理实验教学质量的高低,直接影响后续实验课程的教学质量。学生成绩评定既是重要的教学环节,也是检验教学质量的重要手段。科学、合理的成绩评定方法具有导向作用,对于引导学生达到预定的教育目标,全面了解学生的学习效果,提高学生学习的积极性、主动性,改进教师的教学方法等都有重要意义[3]。因实验课与理论课有所不同,实验既涉及到理论问题,又要考察思维能力和动手能力问题,还要促使学生形成合作意识和良好的行为习惯,因此实验课的成绩评定需要寻求最合适的方法。

1成绩评定方法的研究现状

关于如何科学地评定学生的实验成绩,不同高校根据自身教学特点对实验考核也提出了改进。有的以平时实验、理论考试和操作考试相结合的方式来调动学生学习的积极性和主动性[4]。有的提出了以平时实验报告、期末理论考试和小论文作业成绩为基础的大学物理实验课程考核方案[5]。有的引进开发物理实验信息化平台[6-7]。有的运用模糊综合评判理论,构建了综合测评学生大学物理实验成绩的方法[8]。这些评定方法重点都放在在课堂操作及实验报告的完成等关键内容上,对于如何引导学生在实验过程中爱惜实验室仪器设施、注意保持实验室干净整洁等方面的细节讨论比较少,文献[9]虽有提及,但并未进行深入的讨论。事实上这事关学生的习惯、协作意识、学习态度与责任心,是不可忽略的问题,有必要加入相应的考核指标。

2当前成绩评定方法存在的问题及原因分析

最近几学年进入惠州学院物理实验室上课的学生人数统计可以看出随着学院的发展,2009年后每年都有上千名学生要进入物理实验室做各种实验,这么大的实验教学工作量意味着实验室的工作人员、设施、场地都必须高效运转,实验室的仪器设施安全、环境卫生经受着巨大的考验。实验教学量的增大直接带来以下接问题:(1)学生对仪器设施不够爱护。有些学生实验之前不认真预习、实验过程不听讲解、不正当操作损坏仪器后不向老师报告而私自更换一组仪器完成实验或干脆一走了之,或者辩解说原来就是这样,无法对其及时批评教育指正,同时因损坏情况不能及时登记维修又影响后面实验课程的教学。每个学期都有不少指针被严重损坏的表,这本来是稍微注意下便可以避免的问题。(2)实验室环境卫生令人头痛。学生做完实验就走,桌面上仪器堆放的乱七八糟,该拆的线没拆,该关的开关也没关,废纸巾饮料瓶扔的哪里都是,凳子东一把西一张。(3)经常有学生把雨伞、水杯、钥匙、课本、笔、书包之类的个人物品遗漏在实验室,丢三落四。下课后发现东西不见了又打实验员电话让老师开门拿东西。(4)因为一直没有养成良好的实验操作习惯,导致后续的实验课程尤其是没有实验指导教师的课程设计阶段,实验器材胡乱堆放、毫不爱惜,学生用过的实验室环境极其脏乱差,实验室管理员怨声载道。四年后这些学生将大部分踏入社会、走上工作岗位,作为一个致力于培养高素质应用型人才的地方应用型本科院校,如果让学生把这种不良习惯带到工作岗位上,是极其不妥的。造成这样后果的原因一味只怪学生素质不高不是办法,入学新生来自不同的中学,有些中学可能限于条件学生在中学阶段根本没怎么做过实验,他们不知道怎么做的话大学要教会他们怎么做,关键是要对他们提出要求,引导他们按照正确的方式去实践去操作。一般学生的实验课成绩都是由任课教师评定,而任课教师只是通过学生的预习、操作、实验报告几个方面来评定成绩,不太关心其余的问题,毕竟人的精力有限,实验室的仪器维修维护、实验室的环境卫生也不是任课教师的工作内容。而一个实验员都要管理几个实验室,在几个实验室同时开课的情况下分身乏术也管不过来。学生对于实验员的一些管理要求往往也置若罔闻。学生的这些不良行为习惯,如果在刚进入大学阶段时得不到及时纠正,听之任之而不加约束,后果不容乐观。大学物理实验是学生在校磨练实践能力、模拟工作得出实践经验的重要平台,学校教育不仅要向学生传授文化科学知识,也要注重培养学生责任心、良好的行为习惯与性格。成绩评定方法对学生的“学“具有极强的导向作用,为了培养适应社会需要的应用性人才,大学物理实验课程除了要转变教学观念,在教学内容和方法上进行改革外,还需要对成绩评定这一环节进行必要的改革。要加入相应的考核指标,引导学生在知识、能力、责任心、行为习惯等各方面都取得相应的进步,减少实验室仪器设施的不当损耗,保持实验室干净整洁的环境。

3学生物理实验成绩评定方法改革的具体措施

3.1学生实验成绩评定引入新的考核指标

原惠州学院学生大学物理实验课的成绩评定方式,是由任课教师按照学生每个实验的预习情况、操作情况、实验报告完成情况给分。改革后根据最终的教学目标,在学生的实验成绩评定中增加一项内容———仪器卫生情况,这一项由实验员打分,占学生实验总成绩的5%。这个考核指标旨在培养学生的行为习惯和责任心,对于每一个物理实验项目的要求都是一样的,只有实验结束,实验仪器无缺少无人为损坏,仪器都调整到安全的状态并摆放整齐,台面收拾干净无垃圾无个人遗漏物品,凳子摆放整齐该项成绩才可以给予满分。

3.2实验室的前期准备工作

将实验室的所有实验台面、仪器设施贴上学校资产处统一打印的规范的唯一对应的仪器编号。重新设计记录实验情况的实验登记卡片,增加台面编号、仪器编号和仪器卫生情况评分栏,要求学生每次实验前需登记台面和主要仪器编号。这样做的目的有几个:一是责任具体落实到个人,二是在实验结束后实验员可以清楚掌握每一组实验器材的状况,器材有无缺少?仪器能否正常工作?三是如有仪器损坏,可以对学生进行相应的有效教育并了解原因,弄清楚学生在该实验项目中实验仪器操作的难点和重点,在后续的实验课程中给予关注。

3.3具体操作实施方法

每学期学生进入实验室开始实验前,发给每组学生一张实验登记卡片,要求学生认真阅读并填写,并由任课教师或实验员强调:实验过程要严守仪器操作规程,实验完毕要将仪器调到安全状态并摆放整齐,桌面保持干净,凳子按规定摆放,必要时协助实验员做好器材回收整理工作。如果实验员老师来不及现场检查,学生可将填写好的实验卡片放在桌面上等待实验员老师检查完毕评分。实验结束后,实验员根据学生台面仪器设施完好情况、摆放整理情况、环境卫生情况打分,如出现仪器人为损坏或环境清洁卫生不好的情况,根据实验登记卡片上的信息可以进行有效的批评教育指正,并对仪器进行及时的维护。最终达到提高实验课质量,不仅向学生传授文化科学知识,也培养学生的责任心、安全规范操作的意识、良好的行为习惯与性格,使考查的点多面宽,得到的实验课总评成绩更加客观的目的。

4物理实验成绩评定方法改革的效果

通过两个学期的大学物理实验成绩评定方法改革试验,收到了明显的效果,主要体现在以下几个方面。

4.1实验室环境卫生大为改观

实验课完毕实验室内仪器摆放整整齐齐,台面干干净净,一扫以往脏乱差的现象,学生遗漏在实验室的个人物品也大为减少。因为责任落实到每一个学生,要求明确而具体,实验完毕台面仪器的整理摆放情况及环境卫生情况都计入实验课成绩,赋予实验员一定的成绩评定权后,每一次实验完毕,实验员都认真检查,及时批评指正教育。当然刚开始是比较辛苦是肯定的,要费很多口舌去讲要求,实验后要一组组地验收。但经过几次实验课的训练后,学生已经能够做到主动地在实验结束后按照要求把仪器调整到安全状态并摆放整齐,良好的行为习惯初步养成,实验员老师只需要检查每一组实验仪器的完好情况就可以了,根据检查结果或是补齐或是更换或是维修,有力的保障了实验室的高效运转。

4.2仪器设施的完好率使用率上升

实验结束后实验员老师会检查每一组学生实验仪器设施的完好状况并评价,同时及时记录仪器的工作状态并根据情况做好相应的准备。对于容易被学生误操作损坏的仪器,比如电磁学实验中电流表电压表的指针经常会被打歪,一是针对该组学生进行现场教育,指出他们操作过程中的不当之处,分析是电流过大还是电表的正负极接反的原因,加深学生正确使用电表的印象;二是在以后的学生实验中要重点强调电表的使用注意事项,加强预防工作。如果是由于仪器自身的原因,比如实验室购进的某厂家生产的“电表的改装与校准实验仪”、“伏安特性实验仪”,由于质量问题,调压电位器更换频率很高,则实验员会提前准备足够的配件,坏了及时更换。实验员对学生实验每一组仪器设施完好状况的检查评价和后续的维护维修,大大提高了仪器设施的完好率使用率。

4.3学生增强责任心,养成安全规范操作的好习惯

在工业生产和经济建设过程中,企业生产事故频发的原因主要是人的不安全行为,事情的关键在于人的责任心,道理很简单:机械设备是靠人来操纵,而任何操作错误都可能导致事故;规章制度要靠人去落实,不落实的制度不过是一纸空文。教育管理与企业安全生产管理之间其实有着非常紧密的联系,文献[10]提出具有科学发展导向的“教育要为‘安全’生产服务”,文献[11]认为在实验教学过程中培养出学生安全管理的意识、安全操作的习惯,是一个提高劳动者安全素质的有效途径。应用型本科高校今天的学生,很快就是明天社会的劳动者和建设者,通过物理实验评价方式的改革,引入新的考核指标,培养了学生的责任心和安全意识,养成了安全规范操作的好习惯,这些是一个合格的应用型人才的必备素质。

4.4形成新的更加完善更加全面的实验成绩评价方法

文献[12]中提到,要“对传统实践教学环境进行重构,完善实验、实训、实习等实践教学体系。加强实验、实训、实习环节,实训实习课时占专业教学总课时的比例符合教育部有关规定,建立实训实习质量保障机制”。通过学生初入大学时大学物理实验成绩评定方法的改革,为后续的众多实验实训课程的顺利开展打下良好的基础,形成了适合应用型本科人才成长的评价机制,经过各个实验实训实习环节的强化训练后内化为学生的行为习惯和思维方式,学生做任何事都可以做到干净整洁有序、规范操作,这正是教育的目的。

5结束语

应用型人才的知识能力非常重要,但责任心、安全规范意识、行为习惯等方面的职业素养也绝不可忽视。实践证明,大学物理实验成绩评定方法的改革是成功的非常有意义的,通过增加仪器卫生情况这一评价指标,使得学生在掌握物理实验基本知识、基本方法和基本技能的同时,责任心和责任感加强、安全意识提高、实验操作行为规范、形成良好的行为习惯,提高了学生的职业素质,与应用型本科高校人才培养的主方向吻合。同时到位的管理带来了仪器设施完好率使用率上升、实验室环境干净整洁等效果,为学生顺利成长为高素质的劳动者打下了坚实的基础。但是实践中要注意一个问题,增加仪器卫生情况这一评价指标,不是限制学生动手操作,实验仪器设施本来就是为了给学生用的,最终目的是要求学生严格按照操作规程正确使用。

作者:李曦雯 单位:惠州学院

参考文献:

[1]广东省教育厅.关于普通本科转型试点高校遴选结果的公示[EB/OL].

[2]潘玉驹,廖传景.基于社会需求的应用型本科人才培养及评价[J].高教发展与评估,2014,vol.30(5):88-94.

[3]黎珉,洪炜宁,钱良存,等.大学物理实验综合性考核方式的实践[J].大学物理实验,2011,24(2):104-106.

[4]朱红,王伟,原所佳.大学物理实验课程考核方式的探索和实践[J].实验科学与技术,2011(8):108-111.

[5]刘振祥,杨栋.大学物理实验课程的考核方式改革探索[J].高等教育研究学报,2012(12):105-106.

[6]张胜海,张晓旭,王素红.大学物理实验课程考核方法探索与实践[J].教育现代化,2012(2):29-31.

[7]包斯琴高娃,马占英,马占新,等.基于信息化技术的大学物理实验教学改革与探索[J].大学物理实验,2013,26(2):100-103.

[8]杨强,马琳.大学物理实验学生成绩考核方法的探究[J].长春大学学报,2008(8):96-98.

[9]党亚爱,杜光源,张敏,等.高等农林院校“大学物理实验”课程考核方法的改革[J].中国林业教育,2015(5):575-9.

[10]李劲.企业生产安全事故的“基因”分析[J].中国安全科学学报,2009(7):58-63.

[11]李曦雯.高校物理实验室的安全管理工作研究[J].实验室科学,2013(4):191-193.

[12]广东省教育厅,广东省发展和改革委员会,广东省财政厅.关于引导部分普通本科高校向应用型转变的实施意见[Z].省教高[2016]年5号文,2016,6(16):6.

第二篇:大学物理演示实验教学改革

【摘要】

物理实验分为演示实验和探究实验两部分,实验教学是高校物理教学的重要内容,对于培养学生的实践能力、创新能力有着重要作用。本文主要就如何在演示实验教学中培养学生的创新思维能力进行简单的讨论分析。

【关键词】

大学物理;演示实验教学改革;创新思维能力

物理是一门实践性很强的学科,实际教学中存在着许多的实验,通过实验教学能够培养学生的创新能力、实践能力,对于学生成长十分有利,但当前我国大学物理实验教学中还存在一些问题,影响了实验教学目标的实现。下文就物理演示实验教学中的问题进行简单归纳,重点分析如何改革教学模式,转变教学方法,培养学生的创新思维能力。

一、我国大学物理演示实验教学现状分析

当前社会背景之下,越来越多的企业开始看重员工的创新能力,为了适应企业对于人才的需求,高校在培养人才时必须要重视学生思考能力、动手能力的培养,教师应明白一个道理,成绩并不能代表学生的综合能力,教师必须要转变以往的教学思维。演示实验是物理实验的重要组成部分,国外的大学都十分重视演示实验教学,相对而言我国大学物理演示实验教学就比较尴尬,大学物理的课时本身就比较少,分组实验又占据了大部分时间,留给演示实验教学的时间本身就更少,加上实验仪器搬动麻烦,年轻教师更擅长多媒体教学,因此很大一部分教师在演示实验教学中都以教学课件的形式演示实验过程。此外,由于经费的原因,许多地方本科院校在演示实验室建设中投入的较少,且起步的比较晚,实验室数量及演示实验设备都难以满足教学需求,尽管近年来国家加大了教育投资,部分地方本科院校也开始重视演示实验教学,但总体而言进步缓慢。

二、在大学物理演示实验中培养学生的创新思维能力

物理是一门以实验为基础的自然学科,实验教学的重要任务就是为学生正确认识事物及客观规律提供事实依据,培养学生观察现象、分析、解决问题的能力,及科学严谨实事求是的学习态度,激发学生探究与创新的潜能。下文主要从两个方面论述大学物理演示教学教学中培养学生创新思维能力的方法。

(一)创新教学方式

演示实验主要有两种教学方法即实验室演示和课堂演示,实验室演示过程中教师需要在有限的时间内依次展示几个实验,每一个实验的时间比较短,教师也没有留下充分的时间让学生思考,学生的观察浮于表面,许多细节问题被忽略,且学生记忆力有限,很容易将几个实验的步骤记混,缺乏讨论分析,学生对于自己已经掌握的和未掌握的知识没有一个清晰的概念,课堂演示需要搬运实验仪器,教师往往更倾向于使用多媒体进行演示,总而言之,演示实验流于形式,并没有发挥其应有的作用。基于此教师必须要能够改变教学方式,在演示实验教学之前,可以根据实验内容提出一些问题布置给学生让他们利用课后时间进行预习,为了检验学生的预习成果教师在实验开始之前可以随机提问,并将提问结果计入平时成绩之中;对于一些不具备危险性、技术要求较低的实验,比如完全弹性碰撞等教师可以鼓励学生自己动手操作,实验比较复杂时可以将操作步骤进行分解,由学生自己完成关键环节的操作,演示实验完成之后教师要针对实验内容提出一些问题引导学生进行讨论,在讨论过程中学生能够理清实验中相关知识点,同时也能够培养学生独立思考的能力。

(二)创新演示实验教学模式

随着国家教育投入的增加,许多院校已经开始积极建设演示实验室,实验仪器的配置也更加完善,这为实验教学的开展奠定了良好的基础,但为了达到培养学生创新思维能力的教学目标,学校还应该积极的创新教学模式。学校可以定时开放物理实验室,让学生能够自主选择时间观察一些自己还不清晰或者比较感兴趣的实验;另一方面,学生也可以在实验教师的指导之下自己尝试着动手操作,培养学生的动手能力。由于大学物理实验课时被压缩,演示实验教学时间有限,实际教学中有一些教师就直接忽略了演示实验的过程,这种教学方式不仅难以实现教学效果,对学生创新思维能力的培养也十分不利。大学生课余时间较多,因此教师可以适当的调整课程结构,对于一些重要的、稍微复杂的实验安排课堂时间引导学生在演示实验室观察探究、思考,对于一些简单的实验,鼓励学生利用课外时间在实验室开放的时间段内进行观察探究。以往的教学模式下,学生主要通过课堂教学获得知识,但随着计算机及互联网技术的普及应用,网络成为学生获得知识信息的重要途径。基于此,利用现代教育技术建立一个实验网络空间,将演示实验的教学资源上传到该网络空间之中,供学生进行查阅、下载,为学生提供更加丰富的学习资源。此外,大学演示实验室使用频率较高,为了保证师生的使用,因此学校必须加强实验室仪器的管理,实验室管理人员应定期对所有的仪器设备进行检修、校正,确保它们都能够正常运行。

结束语

实验教学的重要教学目标即培养学生创新思维能力,演示实验是物理实验教学的关键内容,本文主要从教学方式、教学模式两个方面简单论述了在大学物理演示教学教学中培养学生创新思维能力的方法,仅为相关院校的物理实验教学提供参考。

作者:刘昱 单位:吉林工商学院

参考文献:

[1]金桂,黄小益,姚敏等.在大学物理演示实验教学改革中培养学生的创新思维能力[J].物理通报,2014(05).

[2]叶吉丽.大学物理实验教学中培养学生创造性思维的探讨[D].广西大学,2014(05).

第三篇:大学物理实验仪器传感器研究

摘要:

传感器在大学实验仪器中的应用越来越广泛,文中简述大学物理实验中常使用的三种传感器的原理及优点。从学生、教师、仪器管理者角度提出使用中存在的问题,提出解决问题的方法有定期派实验员去内地的高等院校交流学习;定期对上课教师集中培训;建立健全实验人员管理与激励机制,加强实验员对新仪器的管理与维护。

关键词:

传感器;大学物理实验;问题;方法

随着信息技术的发展,实验仪器也在不断的推陈出新,尤其把传感器技术应用在实验仪器中,让实验的操作变得更加简单,结果变的更加精确。传感器是能够感受规定的被测量并按一定规律转换成可能输出信号的器件或装置的总称,通常被测量是非电的物理量,输出信号一般为电量[1]。传感器的分类有多种方法,归纳起来分为按工作机理、敏感材料、功能、物理原理、对能量所起的作用、被测量分类,用途、科目以及其它分类[2]。在高校大学物理实验中,传感器在实验仪器上的应用也越来越多,越来越广。

1传感器的工作原理

在大学物理实验中常用到这三种传感器,力敏传感器、拉力传感器、温度传感器。

1.1硅压阻式力敏传感器(SPPT)

硅压阻式压力传感器是利用单晶硅的压阻效应制成的。在硅膜片特定方向上扩散4个等值的半导体电阻,并连接成惠斯通电桥,作为力———电变换器的敏感元件。当膜片受到外界压力作用,电桥失去平衡时,若对电桥加激励电源(恒流和恒压),便可得到与被测压力成正比的输出电压,从而达到测量压力的目的。硅压阻式压力传感器由3个基本部分组成:①基体,直接承受被测应力;②波纹膜片,将被测应力传递到芯片;③芯片,检测被测应力。芯片是在硅弹性膜片上,用半导体制造技术在确定晶向制作相同的4个感压电阻,将他们连成惠斯通电桥构成了基本的压力敏感元件。硅压阻式力敏传感器由弹性梁(弹簧片)和贴在梁上的传感器芯片组成。传感器芯片是由四个扩散电阻集成的一个电桥。当外界拉力作用于梁上时,在拉力的作用下,梁产生弯曲,传感器受力的作用,电桥相邻桥臂的电阻值发生相反的变化。电桥失去平衡,有电压输出。

1.2拉力传感器

拉力传感器又叫电阻应变式传感器,隶属于称重传感器系列,是一种将物理信号转变为可测量的电信号输出的装置(见图2),它使用两个拉力传递部分传力,在其结构中含有力敏器件和两个拉力传递部分,在力敏器件中含有压电片、压电片垫片,后者含有基板部分和边缘传力部分,其特征是使两个拉力传递部分的两端分别固定在一起,用两端之间的横向作用面将力敏器件夹紧,压电片垫片在一侧压在压电片的中心区域,基板部分位于压电片另一侧与边缘传力部分之间并紧贴压电片。

1.3温度传感器

热电偶的测温原理基于热电效应。将两种不同材料的导体A和B串接成一个闭合回路,当两个接点电T和T0的温度不同时,如果T>T0在回路中就会产生热电动势,并在回路中有一定大小的电流,此种现象称为热电效应,记为EAB,导体A,B称为热电极。接点T通常是焊接在一起的,测量时将它置于测温场所感受被测温度,故称为测量端(或工作端、热端)。接点T要求温度恒定,称为参考端(或冷端)。热电动势是由两种导体的接触电势和单一导体的温差电势所组成,热电动势的大小与两种导体材料的性质及接点温度有关[3]。在用冷却法测量金属比热容的实验中,用到的传感器是铜、康铜热电偶测量温度,而热电偶的热电势采用温漂极小的放大器和三位半数字电压表,经信号放大后输入数字电压表显示的满量程为20mV,读出的mV数查表即可换算成温度。

2传感器优势

2.1测量值为连续性,范围灵活

固体杨氏模量的测量实验原有的实验仪器在施加力的过程中,逐渐加砝码,砝码的质量一个是320g,整个实验挂钩最多只能挂8个砝码,能加的最大质量为2560g,转化成力就是25N。由于实验前要给钢丝施加一定的预拉力(1-2个砝码),那么可以测量的数据就很有限。而用ZKY-YM数显近距转镜式杨氏模量仪(带有拉力传感器),施加力变成了连续加力,加力的范围为0~13kg,在加力的过程中小数点后可以精确到2位。

2.2操作简单、便捷

液体表面张力系数的测定实验原来用焦利氏秤法测量,实验过程中要调节小镜中的指示标线、平衡指示玻璃管上的刻度线及其在小镜中的像三者对齐,简称三线对齐[4]。操作过程复杂。用DH4607型液体表面张力系数测定仪测量后(带SPPT),实验中只需调节金属吊环与水面平行,调节升降台来拉升水膜,操作简单,从水膜拉破前测定仪上显示值U1和拉破后的显示值U2来计算表面张力。

2.3灵敏度高、稳定性好、测量结果准确

用拉脱法测量液体表面张力,对测量力的仪器要求较高,由于用拉脱法测量液体表面的张力约为10-3~10-2N之间。近年来,新发展的硅压阻式力敏传感器因量程范围较小,灵敏度高,且为稳定性好的测量力的方法正好能满足液体表面张力测量需要,它比传统的焦利秤、扭秤等灵敏度高、稳定性好,可数字显示以便于计算机实时测量记录。

3应用中存在的问题

3.1从学生角度

学生在实验室用了新的带有传感器的实验仪器后,发现在实验操作上与前有仪器相比,操作变的更加简单,调节几个旋钮后就可以得到测量的物理量,学生的动手能力得不到提高,在实验中学生能碰到的问题及实验现象变少。在用旧仪器时,实验过程中学生会碰到配件变形问题,或者是异常实验现象问题,通过引导学生对这些问题进行细致深入的分析,学生能够从中学到“一键式”操作所无法学到的知识与能力[5]。

3.2从教师角度

教师缺乏对仪器工作原理的了解,只掌握了仪器的使用,在讲解仪器时自然会忽略掉传感器的原理部分,重点只放到了如何使用仪器,学生在使用仪器时并不明白为什么会这样,使得他们的创新能力大打折扣。在仪器更新的同时,教师的教学内容更新的较少,或者说一成不变,这会影响到教学效果,使得学生到实验室成了简单的操作者或者说是复制者,并没有认真思考实验中的问题。

3.3从仪器管理者角度

传感器仪器灵敏度高,学生在使用时由于操作不当,超过传感器极限时,很容易造成仪器损坏。仪器管理者缺少对传感器仪器的维护知识,仪器损坏时,不知该如何修理,造成仪器的闲置和浪费。

4措施

4.1定期派实验员去内地高等院校交流学习

高校实验室仪器更新的速度较慢,而新仪器不断出新。在选购新仪器时,实验员对新仪器信息掌握太少,大都来自网络或者是厂家的宣传册,往往选的不一定适合,有些仪器宣传做的好,仪器的质量及实用性一般。高校的实验员几乎没有出去交流学习的机会,缺乏对新仪器的具体了解。定期派实验员出去学习,了解其他高校使用的新仪器以及使用中遇到的问题,当学校购买仪器时,不盲目,不盲从,选择适合本学校的,同时也提升了实验员的能力,并开拓了实验员的视野。

4.2定期对上课教师集中培训

新仪器到实验室后,验收者和最早使用者大多是实验员。实验员在验收过程中与厂家人员交流,了解实验仪器的具体使用及注意事项。而教师上课前只参照说明书操作实验仪器,并没有具体了解仪器工作的原理。在教师上课前,对所有上实验课的教师集中培训,侧重点放在新仪器原理及使用上。在统一培训中,教师获得相同信息,保证学生在不同的教师授课下都能获得相同的重点信息。同时,在培训中,给老师长期不变的授课内容加入新鲜血液,注入新的养分。

4.3建立健全实验人员管理与激励机制,加强实验员对新仪器的管理与维护

健全的制度是提高办事效率的途径之一。实验仪器的管理与维护是一项繁而复杂的工作。由于实验员人员不稳定,为仪器的交接与管理留下隐患。在高校应改变固有观念,提升实验员的地位,加大力度对实验员的培养,建立完善的激励机制,调动实验员的积极性与主动性。在购买新的仪器设备后,安排专人管理,不定期检查新仪器的运行与维护情况,定期分析总结实验中易损坏的仪器及原因,并提出解决方案。在仪器损坏无法维修时,积极主动联系厂家。加强实验员对仪器的管理与维护,并把此项作为实验人员的考核项。

5结论

仪器的更新,是时代的进步。新的仪器取代旧的仪器,并不是说不好,对于存在的问题,我们应积极应对与解决。比如学校应隔上几年派实验员去内地的高等院校交流学习,了解最新的仪器信息;在新仪器的使用前,对上课教师集中培训;建立健全实验人员管理与激励机制,加强实验员对新仪器的管理与维护。仪器进步的同时,教育者在教学中也应紧跟时代的步伐,在新的仪器面前,要谦虚,要好学,要改变自己的教学思路,不能一成不变的教学。

作者:王雪燕 侯娟 单位:石河子大学

参考文献:

[1]谷有臣,孔英,陈若辉.传感器技术的发展和趋势综述[J].物理实验,2002,22(12):40-42.

[2]杨亲民,肖瑞芸.传感器的分类与传感器技术的特点[J].传感器世界,1997,5:1-5.

[3]刘金华,解同信.热电偶传感器的温度测试[J].北京工业职业技术学院学报,2007,6(2):35-38.

[4]吴泳华,霍剑青,浦其荣.大学物理实验[M].高等教育出版社第一册(第二版).北京:高等教育出版社,2005:167.

[5]张春玲,刘冠男,钱钧等.拉脱法测液体表面张力系数实验探讨[J].大学物理,2016,35(1):31-34.

[6]李成龙.基于单片机的交互式智能实验仪器设计[J].大学物理实验,2016,29(3):67-69