大學(xué)物理探究性實驗設(shè)計

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摘要：針對大學(xué)物理實驗教學(xué)存在的問題，提出了基于探究性實驗教學(xué)目的以及新型應(yīng)用型人才培養(yǎng)需求，將計算機PAS⁃CO實驗軟件與大學(xué)物理探究性實驗相融合。注重培養(yǎng)工科類院校本科生的探索創(chuàng)新能力。嘗試設(shè)計出一種新穎的探究性實驗教學(xué)方法，大大改善了大學(xué)物理實驗教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：實驗軟件；創(chuàng)新能力；探究性實驗，物理實驗教學(xué)

1計算機PASCO實驗軟件與大學(xué)物理探究性實驗相融合

傳統(tǒng)的實驗教學(xué)方式其實仍然是各高校主要的實驗教學(xué)手段。雖然某些高校已經(jīng)在實驗教學(xué)大綱中加入探究性實驗項目，即學(xué)生在實驗教師的指導(dǎo)下根據(jù)實驗室提供的儀器設(shè)備自主設(shè)計實驗項目并在實驗室開放時間內(nèi)獨立完成實驗數(shù)據(jù)測量、數(shù)據(jù)處理和結(jié)果分析等過程。但是這種開放式的探究性實驗教學(xué)尚存在著很多問題，如探究性實驗項目擬定的選題較多，指導(dǎo)教師經(jīng)常要延長實驗室開放時間；學(xué)生自主組合和操作實驗儀器，導(dǎo)致儀器設(shè)備損壞嚴重等問題。物理實驗軟件作為一種先進的實驗教學(xué)手段，如何能更好地服務(wù)于開放式的探究性實驗教學(xué)進而提高實驗教學(xué)質(zhì)量和效果將具有重要的實際意義。根據(jù)我校的探究性實驗教學(xué)模式以及新型應(yīng)用型人才培養(yǎng)需求，我們通過PASCO實驗軟件設(shè)計出學(xué)生進行大學(xué)物理探究性實驗的步驟和流程。PASCO實驗軟件是一種先進的實驗數(shù)據(jù)實時采集、處理和分析的計算機軟件，主要是通過各類傳感器與數(shù)據(jù)通用接互將實驗數(shù)據(jù)實時傳送給計算機。學(xué)生運用PASCO實驗軟件自主設(shè)計的一維系統(tǒng)牛頓第二定律驗證實驗裝置。實驗所需的實驗設(shè)備有PAS⁃car動力學(xué)系統(tǒng)、運動傳感器、高分辨率力傳感器、靈敏滑輪、質(zhì)量塊和架子套件、物理實驗用細繩、數(shù)據(jù)通用接口、PASCO電腦軟件等。本實驗的目的是為了驗證一維系統(tǒng)的牛頓第二定律。在低摩擦的小車上施加一個已知大小的力，以此來測量小車的加速度。整個實驗分為兩部分：1)驗證質(zhì)量不變時，加速度與合外力成正比。小車和傳感器的總質(zhì)量不變，通過增加砝碼的質(zhì)量來改變合外力，研究加速度與合外力的關(guān)系；2)驗證合外力不變時，加速度與質(zhì)量成反比?！傲Α铀俣取眻D，左圖是小車和傳感器上施加的力f1與加速度a1的關(guān)系圖，右圖是增加砝碼質(zhì)量后小車上施加的力f2與加速度a2之間的關(guān)系圖。

2結(jié)束語

根據(jù)我校大學(xué)物理實驗教學(xué)存在的實際問題將計算機PASCO實驗軟件與大學(xué)物理探究性實驗結(jié)合，打破了傳統(tǒng)的開放式探究性實驗教學(xué)模式的局限性。這將有利于培養(yǎng)學(xué)生自主動手能力和科學(xué)實驗的探索創(chuàng)新精神以及新型應(yīng)用型人才的塑造，同時也豐富了大學(xué)物理實驗課程內(nèi)容，提高了學(xué)生對大學(xué)物理實驗課的興趣，更加有利于實驗教學(xué)的質(zhì)量和效果。

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作者：孫權(quán)海 駱海峰 史浩 方宇 朱守金 蘇磊 單位：安徽三聯(lián)學(xué)院基礎(chǔ)實驗教學(xué)中心 安徽三聯(lián)學(xué)院電子電氣工程學(xué)院