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大学物理实验报告范文1
中图分类号: TN964?34 文献标识码: A 文章编号: 1004?373X(2013)12?0058?03
0 引 言
近年来,随着Internet 的迅猛发展,结合在实际教学工作中的需要,利用信息技术手段辅助教师教学和管理已逐步得以广泛运用。由于大学物理实验需要测量的实验参数多、实验组数多、实验数据量大,且实验报告中经常需要将数据进行统计或绘制成各类图形,教师在批改实验报告时需要花费大量时间进行计算,以检查报告中的计算过程和结果,因此批改物理实验报告是一件十分繁琐的工作。在此情况下,“大学物理实验报告自动批阅系统”(以下简称“自动批阅系统”)应运而生了。自动批阅系统的研发旨在减轻实验教师的教学负担,改变传统实验报告的手工批阅方式,提高大学物理实验报告的批阅效率和准确性,同时,方便学生可以随时随地通过网络提交物理实验数据[1?2]。
1 自动批阅系统的设计
考虑到Microsoft Visual Studio具有丰富命令、函数,同时又可使用大批的外部函数,无论是对图形、图像、动画的处理,还是对音频、视频的处理能力都很强大,因此笔者选择了Microsoft Visual Studio 2005开发平台,并利用Microsoft SQL Server 2005数据库工具来开发本系统[3]。
1.1 系统开发环境
学生和教师模块采用和 Visual 2005语言开发,并融入了Microsoft Office,Flash和图片等相关素材,而后台数据的存储模块则应用SQL Server 2005数据库开发。
1.2 技术架构[4]
为更方便于管理员、学生和教师3种不同身份的用户对系统的使用,本项目采用了B/S结构进行开发。B/S结构最大的优点就是可以在任何地方进行操作而不用安装任何专门的软件,只要有一台能上网的电脑就能使用,客户端零安装、零维护,因此它具有更好的跨平台性,可扩展性,降低系统运行成本,更好的满足不同用户的需求。
由于整个系统开发性特点,系统采用三层B/S结构:用户界面层、应用服务层和数据访问层。用户界面层主要完成用户交互功能。客户端以Web网页方式访问,提供管理员、学生和教师3种不同角色登录,根据用户名、密码和选择的角色来判断用户的权限,登录不同的界面。应用服务层是系统的核心,主要包括:实验录入数据、查看实验分数、提出问题、自动批改与自动打分等弄能。数据访问层通过服务层中的数据访问组件与数据库交互。数据库是整个系统的基础,主要由用户信息库和数据信息库组成。
1.3 系统设计目标
通过系统设计实现,减轻授课教师的教学负担,改变传统实验报告的手工批阅方式,提高实验报告的批阅效率和准确性,同时,学生可以随时随地通过网络提交物理实验数据。
2 系统的功能模块设计
本项目是在Microsoft Visual Studio 2005和SQL Server 2005环境下、使用和Visual 语言开发基于网络的学生网上提交物理实验数据、教师后台处理和管理学生物理实验数据并对成绩进行自动存储、统计、查询等功能的网站[1]。该系统采用了三层B/S体系结构,使用和Visual 进行开发,并以SQL Server 2005作为后台数据库,通过技术来链接和访问数据库,以网站的形式。根据不同角色的功能可以把自动批阅系统分为学生、教师和后台管理3大模块。
2.1 学生模块
按实验进行的时序分为实验前、实验中和实验后3个部分。
(1)实验前:学生是通过浏览网页,了解实验目的、实验原理、实验要求和实验所需器材等。
(2)实验中:做好实验测量和数据采集工作,并把实验数据录入系统;也可向教师提出自己在试验中遇到的问题,寻求教师解答。
(3)实验后:学生可以在系统中查看自己的实验分数和教师对于疑问的解答。
2.2 教师模块
(1)查阅学生提交的实验数据,并利用系统自动计算学生所提交的实验数据,再与精确值对比后,自动打分。
(2)回答学生在实验中所遇到的疑难问题,给出自己的解析。
(3)导出和打印实验分数,便于教师对实验情况做出评估。
2.3 后台管理模块
(1)后台管理员可以对访问系统的学生或者教师用户进行添加、删除、修改等操作。
(2)对每年的实验数据进行清理,减轻服务器压力。
3 系统的特点和创新之处
3.1 系统特点
“自动批阅系统”可以处理目前大学物理实验课程的基本实验数据,覆盖绝大多数物理实验项目。
(1)学生只需要访问实验网站,在网页上选择实验内容和实验题目,便可进入不同实验项目子窗口,并通过网络提交实验数据和实验中所遇到的问题;
(2)教师在登录实验网站后选择教师模块,即可进入物理实验数据处理系统主控窗口,在主控窗口实验内容菜单选择实验项目,进入不同实验项目子窗口,按不同的实验要求和题目对学生提交的实验数据进行自动处理并显示结果和自动评分,教师还可以给学生的实验报告进行点评和解答学生疑问。
3.2 系统创新之处
(1)“自动批阅系统”将高效的计算机与产生大量数据的大学物理实验教学相结合,开创了我校实验教学中实验报告的新模式。
(2)系统将学生的操作测量数据在线提交,教师通过后台管理程序对实验数据进行自动计算,这种实验报告批阅方式,提高了实验报告的批阅效率和准确性,推进了实验教学的信息化管理。
(3)系统使用数据库访问技术,使得自动批阅系统有较高的性能。
4 系统实现的关键技术
4.1 数据库访问[5]
本系统采用SQL Server 2005来存储数据,多数情况下数据访问都是采用直接在SQLConnection中写入调用ConnectionString的属性。但是在项目开发中以类的形式来组织,封装一些常用的方法和事件,不仅可以提高代码的重用率,也大大方便代码的管理。本系统中创建一个公共类EditData,主要用来访问SQL Server 2005数据库,数据库操作主要的功能是连接数据库。
4.2 角色权限管理
本系统共设学生、教师和管理员三个角色的单入口登录界面,在数据库的用户表中也给不同的角色设置了不同的权限,因此在登录界面中输入用户名、密码,和在角色下拉框中选择自己的角色后,在登录过程中,系统会自动对用户名、密码和角色进行判断是否正确,是则进入相应的页面和赋予相应的操作权限,否则给出相关提示。这样即可以限制不同用户对网站的访问权限,也保证了数据库中数据的安全性[4]。
5 结 语
大学物理实验报告自动批阅系统的运用,实现了高效的计算机和大学物理实验教学的结合,开创了大学物理实验教学中实验报告的新模式。利用不厌其烦的计算机来辅助物理实验教学,更好地减轻教师的负担,提高实验报告的批阅效率和准确性,同时也推进了物理实验教学的信息化管理。本系统使用方便,操作简单,使用性强,从运行情况看,系统反馈比较快,错误提示简洁明了,批改结果准确,现已在我校物理实验教学中使用,取得了良好的效果。同时为开发其他程序设计课程的自动批改系统提供了参考模型,具有一定的参考价值[1,6]。
参考文献
[1] 赵龙.大学物理实验报告自动批阅系统设计[J].船海工程,2009,38(2):98?100.
[2] 夏强.Excel VBA应用开发与实例精讲[M].北京:科学出版社,2006.
[3] 赵龙.大学物理实验教学与考核系统的设计[J].教育论坛,2010(3):17?19.
[4] 严良达,朱晓鸣,余凤钢环境下在线考试系统的设计与实现[J].办公自动化杂志,2011(7):53?55.
大学物理实验报告范文2
深圳大学物理化学实验报告
实验者:赖凯涛 实验时间:5月15日
气温:23.0℃ 大气压:100900pa
实验六:双液系的气----液平衡相图
一:目的要求
绘制在p下环已烷-乙醇双液系的气----液平衡图,了解相图和相率的基本概念 掌握测定双组分液系的沸点的方法 掌握用折光率确定二元液体组成的方法 二:仪器 试剂
恒沸点仪
精密温度计
调压变压器
阿贝折光仪
超级恒温水浴
量筒、漏斗
滴管、大烧杯
无水乙醇
环己烷
含环己烷各为10、30、50、70、90、95%(重量百分数)的乙醇溶液。(用棕色试剂瓶盛装)含环己烷各为 0%、20%、40%、60%、80%、100%的标准乙醇溶液。 (用白滴瓶盛装)
三:数据分析
双液系汽-液平衡相图
实验者
张志诚
实验时间
2000/15/5
室温 ℃
23.0
大气压pa
100900
环己烷/乙醇标准溶液
浓度 %
折光率
1.3620
10
1.3630
20
1.3635
30
1.3650
40
1.3675
50
1.3730
60
1.3655
70
1.3940
80
1.4210
90
1.4258
100
1.4260
拟合方程式参数
a
6.0e-07
b
6.0e-04
c
1.3601
环己烷 %
10
30
50
70
90
95
100
沸点 ℃
77.40
73.20
67.20
64.30
63.70
64.90
79.40
79.80
气相折光率
1.3628
1.3722
1.3938
1.4010
1.4030
1.4195
1.4260
1.4261
液相折光率
1.3616
1.3639
1.3702
1.3819
1.4018
1.422
1.4265
1.4262
气相浓度
4
20
53
64
67
91
100
100
液相浓度
2
6
17
35
65
94
101
100
低恒沸溶液
沸点 ℃
组成 %
64.1
67
四:实验讨论。
在测定沸点时,溶液过热或出现分馏现象,将使绘出的相图图形发生什么变化? 答:当溶液出现过热或出现分馏现象,会使测沸点偏高,所以绘出的相图图形向上偏移。
压力和温度的测量都有随机误差,试导出h的误差传递表达式. 答:由h的定义式 h=u+pv 可得,
→ dh=du+pdv+vdp
→ dh=(?u/?t)v dt+(?u/?v)tdv+pdv+vdp
→ δvhm=(?u/?t)vδt+vδp
讨论本实验的主要误差来源。 答:本实验的主要来源:给双液体系加热而产生的液相的组成并不固定,而且加热的时间长短不十分固定,因此而使测定的折光率产生误差。另外,温度计水银球的位置并不固定,有时比较靠近电热丝,测得的温度稍微偏高。
top
深圳大学物理化学实验报告
实验者:张志诚 实验时间:5月15日
气温:23.0℃ 大气压:100900pa
实验六:双液系的气----液平衡相图
一:目的要求
绘制在p下环已烷-乙醇双液系的气----液平衡图,了解相图和相率的基本概念 掌握测定双组分液系的沸点的方法 掌握用折光率确定二元液体组成的方法 二:仪器 试剂
恒沸点仪
精密温度计
调压变压器
阿贝折光仪
超级恒温水浴
量筒、漏斗
滴管、大烧杯
无水乙醇
环己烷
含环己烷各为10、30、50、70、90、95%(重量百分数)的乙醇溶液。(用棕色试剂瓶盛装)含环己烷各为 0%、20%、40%、60%、80%、100%的标准乙醇溶液。 (用白滴瓶盛装)
双液系汽-液平衡相图
实验者
张志诚
实验时间
2000/15/5
室温 ℃
23.0
大气压pa
100900
环己烷/乙醇标准溶液
浓度 %
折光率
1.3620
10
1.3630
20
1.3635
30
1.3650
40
1.3675
50
1.3730
60
1.3655
70
1.3940
80
1.4210
90
1.4258
100
1.4260
拟合方程式参数
a
6.0e-07
b
6.0e-04
c
1.3601
环己烷 %
10
30
50
70
90
95
100
沸点 ℃
77.40
73.20
67.20
64.30
63.70
64.90
79.40
79.80
气相折光率
1.3628
1.3722
1.3938
1.4010
1.4030
1.4195
1.4260
1.4261
液相折光率
1.3616
1.3639
1.3702
1.3819
1.4018
1.422
1.4265
1.4262
气相浓度
4
20
53
64
67
91
100
100
液相浓度
2
6
17
35
65
94
101
100
低恒沸溶液
沸点 ℃
组成 %
64.1
67
实验讨论。
在测定沸点时,溶液过热或出现分馏现象,将使绘出的相图图形发生变化? 答:当溶液出现过热或出现分馏现象,会使测沸点偏高,所以绘出的相图图形向上偏移。
讨论本实验的主要误差来源。 答:本实验的主要来源是在于,给双液体系加热而产生的液相的组成并不固定,而是视加热的时间长短而定 因此而使测定的折光率产生误差。
三,被测体系的选择 本实验所选体系,沸点范围较为合适。由相图可知,该体系与乌拉尔定律比较存在严重偏差。作为有最小值得相图,该体系有一定的典型义意。但相图的液相较为平坦,再有限的学时内不可能将整个相图精确绘出。
四,沸点测定仪 仪器的设计必须方便与沸点和气液两相组成的测定。蒸汽冷凝部分的设计是关键之一。若收集冷凝液的凹形半球容积过大,在客观上即造成溶液得分馏;而过小则回因取太少而给测定带来一定困难。连接冷凝和圆底烧瓶之间的连接管过短或位置过低,沸腾的液体就有可能溅入小球内;相反,则易导致沸点较高的组分先被冷凝下来,这样一来,气相样品组成将有偏差。在华工实验中,可用罗斯平衡釜测的平衡、测得温度及气液相组成数据,效果较好。
五,组成测定 可用相对密度或其他方法测定,但折光率的测定快速简单,特别是需要样品少,但为了减少误差,通常重复测定三次。当样品的折光率随组分变化率较小,此法测量误差较大。
六,为什么工业上常生产95%酒精?只用精馏含水酒精的方法是否可能获得无水酒精?
答:因为种种原因在此条件下,蒸馏所得产物只能得95%的酒精。不可能只用精馏含水酒精的方法获得无水酒精,95%酒精还含有5%的水,它是一个沸点为的共沸物,在沸点时蒸出的仍是同样比例的组分,所以利用分馏法不能除去5%的水。工业上无水乙醇的制法是先在此基础上加入一定量的苯,再进行蒸馏。
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深圳大学物理化学实验报告
实验者: 史炜 汤菲菲 实验时间: 2000/5/17
气温: 24.2 ℃ 大气压: 100.80 kpa
二组分固-液相图的绘制
目的要求 用热分析法测绘铅-锡二元金属相图,了解固-液相图的基本特点 学会热电偶的制作,标定和测温技术 掌握自动平衡记录仪的使用方法
仪器与试剂 自动平衡记录仪,热电偶,电炉,泥三角 ,坩锅钳,纯sn、含sn为20%、40%、60%、和80%的snpb合金以及纯pb(坩锅上的记号分别为1、2、3、4、5、6)
实验数据及其处理
双液系汽-液平衡相图
实验者
史炜
汤菲菲
实验时间
5月17日
室温 ℃
24.2
大气压pa
100800
环己烷/乙醇标准溶液
浓度 %
折光率
1.3619
10
1.3631
20
1.3637
30
1.3658
40
1.3680
50
1.3725
60
1.3850
70
1.3940
80
1.4192
90
1.4255
100
1.3620
拟合方程式参数
a
6.0e-07
b
6.0e-04
c
1.3601
环己烷 %
10
30
50
70
90
95
100
沸点 ℃
77.40
72.30
67.20
64.40
63.70
63.80
79.00
79.80
气相折光率
1.3623
1.3792
1.3900
1.3996
1.4035
1.4204
1.4224
1.4252
液相折光率
1.363
1.365
1.369
1.369
1.402
1.4241
1.4255
1.4252
气相浓度
4
31
48
62
68
92
95
99
液相浓度
5
8
15
15
66
97
99
99
4 实验讨论。
大学物理实验报告范文3
大学物理实验是理工科学生在大一、大二开设的一门公共基础课,是学生进入大学后系统接受实验方法和实验技能训练的开端。它将为学生学习后续的实验课程打下坚实的基础。而实验绪论课是实验课程的第一堂课,绪论课教学效果的好坏直接影响到后面实验课的教学。由于实验绪论课教学内容繁多,教学时数有限,又鉴于大一、大二学生的数理知识有限,因此,笔者在教学中突出了以下几个方面,取得了较好的教学效果。
二、绪论课在物理实验课中的重要性
(一)让学生明确大学物理实验课的地位和作用
许多学生有重理论轻实验的传统思想,不明白为什么大学物理实验要单独设课,把大学物理实验和大学物理这两门公共基础课混为一谈,或者认为大学物理实验和自己的专业相去甚远,感觉这门课用处不大。教师要利用绪论课的机会及时纠正学生的认识误区。大学物理实验是学生系统接受实验方法和实验技能训练的开端,通过传授科学实验的基本知识、方法和技巧,培养学生严谨的科学思维能力和创新精神,培养学生理论联系实际及分析问题和解决实际问题的能力。因此大学物理实验成为了第一门被国家教委列为单独设课的实践类课程,同时也是国家教委指定验收的基础课中唯一的实验课,说明了大学物理实验教学与理论教学有着同样的地位和作用。
(二)明确提出实验课的基本要求和实验的程序
在绪论课中让学生明确物理实验课的基本要求和程序为实验课作好准备。实验课有三个重要的环节:课前预习、实验操作和实验报告。预习是做好实验的基础。认真阅读教材中的有关内容,明白实验的目的和要求,正确理解实验原理和实验步骤,初步了解仪器的基本性能和操作规程。实验操作是实验课的主要内容。实验中,正确调节和使用仪器,及时记录实验数据和实验现象。数据记录要做到整洁、清晰和有条理,实验的原始数据经老师检查后签字认可。实验报告的书写要规范,数据处理要有详细的过程,对所得的数据进行不确定度的分析,并能用有效数字正确表示。最后的结果应包括测量值、不确定度和单位。最后出示学生写得好的实验报告样板,让学生对怎样写实验报告有一个初步的概念。
三、采用分散式教学提高教学效果
多年来,笔者在上绪论课时采用分散式教学,即精讲部分内容而将其他问题留到后续的实验中讲解。具体做法是:讲解实验的基本程序和要求;精讲有效数字及其运算、测量误差的估算、测量结果的表示等。而将基本仪器的调整、基本测量方法和数据处理方法等放到具体的实验中去讲解,就是在做某个实验前讲述所用到仪器的调整和使用方法、注意事项以及该实验用到的数据处理方法。
四、将绪论课内容纳入实验成绩考核中
大学物理绪论课中所介绍的理论知识贯穿整个实验课程中,对于理工科学生来说,在后续专业课程、工程实验和今后高层次科研工作中都会用到误差分析及数据处理知识。绪论课的知识掌握不好,将会直接影响到学生实验技能的培养。所以在绪论课教学时,笔者有意让学生明确大学物理实验考核方式。我们对大学物理实验课的考核方式采用多元化、综合评定的考核方式。大学物理实验总评成绩由平时成绩和期末成绩两部分组成。主要包括:1.平时考核占50%,包括四项:课前预习10%、实验操作50%、实验报告30%、综合素质10%;2.期末考核占50%,为期末笔试或者操作考试;3.参加科技活动作为加分项。考核评定结果分为:优秀、良好、中、及格和不及格五档。期末考核采用笔试和操作考试两种方式,每学期采用一种方式考核。第一学期在学习了“测量误差及数据处理”基本理论、基础实验和一般仪器的使用方法等后安排考核笔试。大学物理实验课程笔试与理论课程考试类似,全面考查学生掌握误差理论知识、实验原理、仪器操作使用方法、数据处理的方法和测量结果表示等等。绪论课的内容在试卷中占有一定的比例,突出绪论课的重要性。
五、采用及时反馈的方法进行教学
大学物理实验绪论课是物理实验课的第一堂课,教学时数只有3个学时,内容有误差理论及数据处理的方法,还要介绍基本测量工具的使用,尽管在绪论课教学时采用了一些行之有效的方法,但是在后面做实验时以及所写的实验报告中可以发现,学生对绪论课的内容掌握并不是很理想,表现在实验报告中数据处理时,不清楚计算平均值时应该保留几位有效数字,分不清相对误差和绝对误差,测量结果表示平均值末位与不确定度误差位不对齐等等。
六、充分利用多媒体设备进行教学
大学物理实验报告范文4
关键词:应用型本科;人才培养;大学物理实验;教学改革
大学物理实验作为一门基础学科,在应用型人才培养方面起着至关重要的作用,但现行的大学物理实验教学在多方面存在着明显的不足,为了满足应用型创新人才培养的需要,必须积极探索大学物理实验课程的教学改革。本文基于目前大学物理实验课程教学的现状,从课程设置、教学模式、考核方式等几个方面探讨广东石油化工学院大学物理实验教学中存在的不足之处,并给出了相应的几点建议。
一大学物理实验教学中存在的不足及对策
(一)课程设置
目前,广东石油化工学院在教学内容上采取分层次的教学方法,即基础性实验、综合性实验、近代物理实验和设计性实验。这种教学方法虽然包含了大纲要求的大学阶段学生应掌握的全部实验内容。但随着广东石油化工学院向应用型高校的转变,这样的教学方法在实际中还是存在明显不足,例如没有针对不同专业的不同需求在教学内容上做很好的区分,见表1。从表1中可以看出对于部分不同的专业开设的物理实验内容完全一样,没有体现出不同专业的特点,与专业相关性不强,满足不了专业的需求;各个知识点之间相关性不高,学生无法将其系统的联系起来,更无法与自己所学的专业知识联系起来,因此这样的课程设置往往使学生不明白学习物理实验课程有什么用处,从而失去学习的兴趣。由于广东石油化工学院基础性实验和综合性实验是同时开课的,导致有些专业的学生,基础性实验还没有完成的情况下,就开始做综合性实验,见表2。基础性实验就是指那些在教学中可以使学生具备基本的实验知识和基本实验技能类的实验,通过这些实验锻炼学生的数据分析、数据处理、实验报告的书写和基本仪器的操作能力,它是为各理工科专业学生做基础性准备的。如果基础性实验没完成,学生很难顺利完成综合性实验,并且起不到通过综合性实验锻炼学生综合所学各个知识点的效果。目前广东石油化工学院正在向应用型本科院校转变,物理实验教学应打破传统的课程设置,可以根据专业培养方向分阶段进行实验。比如把基础性实验作为第一阶段,综合性实验作为第二阶段,设计性实验作为第三阶段。在第一阶段,学生学习基础性实验比如长度的测量,密度的测定等,这阶段是学生接受实验训练的切入点,这部分应占总实验课程的60%以上,在这个过程中教师应该系统全面的讲解实验的基础理论知识,认真指导学生实验,通过这个阶段的训练,要使学生能够掌握基本的实验技能,如学会正确使用实验器材、记录和处理实验数据,培养实验报告的书写能力等。第二阶段是针对专业设置的,不同专业可以根据专业需要选择开设不同的综合性实验,如土木工程专业可以开设《测量不良导体的导热系数》、《光敏传感器光电特性研究》等,而电信专业可以开设《电源电动势的测量》、《双臂电桥测量电阻》等。这一阶段由于设置的实验和学生所学专业有一定的关联,这样能极大的调动学生学习的积极性,提高学习物理实验的兴趣,对学生后续专业课的学习和今后的实践均有很大的益处。在第三阶段,开设设计性实验,这一阶段应以学生为主体,教师只负责给出实验题目、实验任务和实验要求,具体的实验原理、实验步骤、实验数据分析和采集以及数据处理均由学生自己设计并完成,通过这阶段的训练来培养学生的创新精神、实践能力、分析问题和解决问题的能力。
(二)教学模式
目前,广东石油化工学院大学物理教学模式基本上还是采用传统的以验证为主,要求学生课前预习实验并写好预习报告,实验仪器和设备全由教师事先指定,并且实验前教师会对实验目的、实验原理、实验步骤进行详细的讲解,之后进行示范操作。学生按照指定的步骤和要求进行实验,学生完全没有自主选择权,只是机械的模仿、验证,这在一定程度上抑制了学生的兴趣,难以发挥学生的主观能动性,与广东石油化工学院应用型人才的培养目标相差较大,不利于学生创新能力的培养。应用型本科院校实验教学是以培养学生科学实践能力和创新能力为核心的,为此,对物理实验课应引入多种教学模式。第一,分层次教学模式[4,5]。虽然在进入高校时学生的高考成绩相差不大,但是学生的个体差异还是比较明显的,每个学生的智力水平、性格特征、知识面的广度和深度、克服困难的毅力、做事的认真程度以及对自己不足的纠正态度等等都有所不同,因此教师应该因材施教,对于不同的学生采用不同的方法和要求,能够使拔尖的学生冒出来,并且对学习困难的学生能够有针对性的进行帮助。第二,开放实验室[6,7]。实验室开放后,学生可以不受时间的限制,充分利用实验室资源,学生能够优先选择自己感兴趣的实验,遇到问题自己搜集资料,根据教材上的实验内容和实验设备操作说明书独立完成实验,让学生参与到实验的整个过程,这样可以真正地发挥学生的主观能动性,培养他们的创新能力和实践能力。第三,把多媒体引入到传统的教学方法中[8]。利用多媒体课件可以直观形象的把一些不易语言表达的内容表达出来,如:一些难以捕捉的物理现象、难以理解的实验原理,也可以把一些比较复杂的实验步骤分步进行详细讲解。这样可以使学生更容易理解实验原理,能够主动快速的构建物理模型,掌握实验所涉及的物理概念和规律,把握实验仪器的调节技巧,提高学生对物理实验的学习兴趣。
(三)考核方式
广东石油化工学院长期以来大学物理实验考核的方式是老师根据学生提交的实验报告情况,给出“优、良、中、及格和不及格”的评价,这样的话,学生只要认真书写实验报告,实验考核就算通过了,即使有的学生实验做得不理想,但写实验报告时参考其他做的比较理想的同学的实验报告,也能得到不错的成绩,甚至比认真做实验的学生成绩还高,因而这种考核方式有很大的弊端,不能充分体现学生对物理实验的掌握程度,不利于应用型人才综合实践能力和创新能力的培养。根据广东石油化工学院应用型人才的培养目标,为了全面客观地评价学生的实验能力,大学物理实验考核方式应采用平时成绩加期末考试成绩的考核方式。平时成绩应包括课前对实验的预习成绩,实验过程中的实验操作成绩,课后数据处理、实验报告的书写成绩;期末考试应采取笔试和实操考试相结合的方式。最终的实验成绩的评价中,可以参考图1所示,综合各部分成绩给出总体评价,全面考核学生的实验过程和实验结果。采用这种形式后,学生就必须重视实验的各个环节,亲自完成实验内容,得到相应的实验结果,最终得到满意的成绩,这样可以提高学生对物理实验的重视程度,提高学生的实验能力,真正的体现应用型人才的培养理念。
二结语
广东石油化工学院正处于应用型本科大学转型阶段,根据社会和企业对应用型人才的综合素质要求的不断变化,作为基础课程的大学物理实验,也要进行不断的改革,以适应新的要求,本文对大学物理实验课程设置、实验教学模式和考核方式进行了探讨,寻求新的物理实验教学模式,以期通过对大学物理实验教学的改革,提高学生的综合实践应用能力和创新能力,充分发挥大学物理实验教学在应用型人才培养过程中的作用。
参考文献
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大学物理实验报告范文5
ISO9000族标准(简称ISO9000)是国际化组织于1987年颁布的世界通用的质量管理和质量保证标准,由一系列的标准和指导性文件组成。ISO9000是全世界质量科学和管理技术的精华,经过多次改进,现在更加科学适用。ISO9000的精髓是把质量管理从对产品进行事后的检测,转为对形成最终产品的全过程实施过程控制,对影响质量的各个环节进行检测、纠错、改进。ISO9000自推出以来,已被包括我国在内的一百多个国家等同采用为国家标准。作为开展质量管理和质量保证的依据,许多教育机构也将ISO9000作为提升教育教学质量管理水平的有效工具。早在1987年,英国就率先应用ISO9000来保障高等学校教学质量,有几十所英国高校得到应用;美国1992年就有220所高等院校采用该标准,其中包括哈佛、哥伦比亚等一些著名的研究型大学;截止2000年,欧洲有263所(包括剑桥大学、牛津大学)、亚洲有123所高等学校和教育机构通过了ISO9000质量管理体系的认证,2000年后有更多的高校加入。我国现有近30所高等院校采用该标准,例如上海海事大学、大连海事大学、南京工业大学、武汉交通科技大学、盐城工学院、青岛海洋学院、国防科技大学计算机学院,哈尔滨工业大学科学与工程研究院、浙江大学城市学院等。目前,在高校实验实践教学方面应用ISO9000建立、实施教学质量管理体系并通过认证的案例鲜见报导。一些文献提出了高校实验实践教学方面引入ISO9000的思想,但尚未在具体的实践实验类课程层面上构建基于ISO9000的教学质量管理体系,对体系的建立的思路也缺乏进一步的讨论。
2大学物理实验教学质量管理体系的构建目标
要明确大学物理实验教学质量管理体系的构建目标首先得厘清“顾客”的概念。“以顾客为关注焦点”是ISO9000的首要质量管理原则,即:组织依存于顾客,因此,组织应当理解顾客当前和未来的需求,满足顾客要求,并争取超越顾客期望。顾客在ISO9000中的定义为:接受产品的组织或个人。顾客可以是消费者、委托人、最终使用者、受益者和采购方。物理实验中心的主要“产品”是“大学物理实验”教学服务,学生不是大学物理实验中心的产品,而是接受教学服务产品的消费者,是体现产品质量的载体,是产品的“直接顾客”。“学生的发展”是教与学的共同目标,但由于自身认知水平的局限,学生对具体学什么内容对自己的发展有益并没有一个清晰的概念,提出的要求往往是在教学方式层面上的,但在实验教学体系的设置和规划上往往无法提出具体的要求。学生所属院系和物理实验中心可看成是“委托方”和“加工方”的关系,也就是说,学生所属院系“委托”物理实验中心对其学生进行物理实验方法和技能的训练(“加工”),从而便于其开展下一阶段的理论或实践课程的教学服务。物理实验中心产品质量的好坏将会影响学生所在院系后续的教学活动的顺利推进。因此,学生所在院系相当于是产品的“间接顾客”。而用人单位、社会和国家是产品的使用者和受益人,是产品质量的最终判定者,才是产品的“最终顾客”。所以,物理实验中心还必须满足“间接顾客”和“最终顾客”的要求,才是真正意义上为了“学生的发展”。物理实验中心需要以顾客为关注焦点去收集、分析和研究顾客和相关方的要求,以此作为创建大学物理实验质量管理体系的基石,继而以顾客的满意作为大学物理实验质量管理体系的构建目标。
3大学物理实验教学质量管理体系总体框架设计
通过使用资源和管理,将输入转化为输出的任何一项或一组活动,可以视为一个过程。在物理实验中心的各项活动中,制定大学物理实验教学大纲、设计和开出实验项目、维护实验仪器设备、实验师资队伍的建设、教师指导学生做实验等等,分别都是一个个“过程”。为了产生期望的结果,由过程组成的系统在组织内的应用,连同这些过程的识别和相互作用,以及对这些过程的管理,可称之为“过程方法”。ISO9000鼓励在建立、实施质量管理体系以及改进其有效性时采用过程方法,从而满足顾客要求,增强顾客满意,并且提供了一个以过程为基础的质量管理体系模式。以过程为基础的质量管理体系模式虽然对组织建立质量管理体系提供了依据,但未表明更详细的过程,以江苏大学物理实验中心为例,参照该模式并进一步细化,得到了一种基于过程的大学物理实验教学质量管理体系。
4体系的建立思路
组织在建立质量管理体系时,一方面由于组织的所处行业和规模不同,目标市场的千差万别,决定了组织所提供的产品丰富多彩。另一方面,组织在自身的生存与发展过程中,形成了自身的运营管理特点与组织文化。正是基于上述客观条件,ISO9000在如何满足标准要求方面给予了组织足够的灵活度,没有统一规定满足这些要求的具体途径。物理实验中心在建立、实施与改进质量管理体系的过程中,应根据自身的实际情况,对现有的基础、成果和资源加以利用、整合,并按照ISO9000的具体条款要求进一步提升、扩展,建立一个既符合标准要求又适用组织特点的大学物理实验教学质量管理体系。下面以江苏大学物理实验中心为例对这一思路加以说明。“层次化的物理实验教学体系”是江苏大学物理实验中心的一项教研教改成果,已经过多年的实践。“层次化”是指突破了传统的教学方式,将理工科物理实验课形成一个从浅到深,从基础到前沿,从接受知识到培养能力的逐级提高的层次结构。目前,层次化的物理实验教学体系思想已在国内外大部分大学得到认同和实践,因此,应把该体系融入到基于过程的大学物理实验教学质量管理体系中,但不能静态地利用,而是按照ISO9000标准的要求把它看作产品实现过程中的一个子过程进行控制,通过对学生及相关方的满意度调查以及实验教学质量的监测,利用PDCA循环对该过程进行持续改进,从而带动产品实现过程的持续改进,最终实现教学质量管理体系的持续改进。
“实验教学和管理网络平台”是江苏大学物理实验中心正在运作的网络信息平台,其主要功能包括:信息通告、网上学习、网络选课、实验考勤、实验成绩的录入和统计以及设备管理等。该网络平台投入使用后,为物理实验教学的有效组织提供了有力的支持。在建立基于过程的大学物理实验教学质量管理体系时,应把该平台加以整合,并按照ISO9000的要求把该平台的建设作为资源管理过程的一个子过程进行控制并持续改进。例如:现有的纸质实验报告流程为“收集报告-批改报告-录入成绩-发还报告”,环节多、周期长、效率低,且不便于实验中心的最高管理者对学生的实验报告进行全面地跟踪和分析,无法真正满足ISO9000对过程及产品的监视和测量要求,因此,可以考虑把电子实验报告纳入到网络平台的后期建设规划中,以网络平台为媒介,实现物理实验报告流程的“无纸化”运作,不仅可以简化实验报告流程,而且可以确保针对实验报告的监视和测量活动更加有效,真正实现教学服务产品由事后检测转为全过程监测和控制。
5结论
大学物理实验报告范文6
关键词:大学物理实验;考核方式;多元化;分层次
作者简介:朱波(1977-),女,满族,辽宁锦州人,黑龙江科技大学工程训练与基础实验中心,讲师;韩仁学(1961-),男,朝鲜族,黑龙江鸡西人,黑龙江科技大学工程训练与基础实验中心大学物理实验室主任,教授。(黑龙江 哈尔滨 150022)
基金项目:本文系黑龙江科技大学教改项目(项目编号:JY12-178)、黑龙江科技大学教改项目(项目编号:JY12-184)的研究成果。
中图分类号:G642.423 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)25-0169-02
进入新世纪后,我国确立了“以工业化带动现代化、以信息化带动工业化”的新型工业化发展战略,提出了建设创新型国家的新要求,迫切需要高等工程教育培养一大批具有现代科学技术和经营管理知识、具有开拓创新能力的现代工程师与之相适应。这就给我国的高等教育提供了新机遇,也提出了新要求。大学物理实验课是高等理工科院校的学生进行科学实验基本训练的一门重要的基础课程,是学生进入大学后受到系统实验方法和技能训练的开端,也是后续实验课程的基础。在教学实践中培养学生对物理实验的兴趣,提高其科学素养与应用实践能力,是大学物理实验教学的最终目标。考试(成绩测验)则是实现这一目标的重要手段,是教育测量的主要方法,也是测量学生所学知识和技能的系统方法。在当今大工程背景下黑龙江科技大学(以下简称“我校”)提出的多元化、分层次的实验考核方法,不仅提高了学生学习的积极性、主动性,强化了学生的实验能力和实践技能,还有利于教师全面把握学生的学习效果,帮助教师改进教学方法,真正实现了当今大工程背景下的素质化教育。[1-8]
一、大学物理实验中常见考核方式[1-6]
如今,各高校对大学物理实验都很重视,也在不断改革考核方式,但迫于场地、时间、人员要求等限制,至今主要还是以笔试考核、实验操作考核、平时实验考核为主,但这几种考核方式在一定程度上依然存在不足,值得我们继续改进。
1.笔试考核
笔试考核主要是期末时,教师针对实验原理、实验的理论依据、实验的基本操作步骤、实验的数据处理以及与实验相关的基本定律和基本概念统一做出试卷,然后学生统一作答,以试卷的成绩作为学生大学物理实验最终成绩的一种考核方式。这种方式在一定程度上可以帮助学生掌握实验理论,但由于学生在实验前只要突击背好理论知识、具体实验操作步骤等,也能得到高分。因此这种考核方式不能准确评价学生,也不能从根本上激发学生学习的积极性、主动性,不能从根本上提高学生的实验能力和实践技能。
2.实验操作考核
实验操作考核是目前各高校采用较多的一种考核方式,即期末通过随机抽取学生一学期做过的一或两个实验,由任课教师现场考查学生对这个实验的掌握程度和动手能力。这种方式经多年总结,也存在着明显的问题:
(1)由于所有的学生不能在同一时间同一地点进行考试,考试内容也要依托实验仪器,没有多样性,这就导致后面考试的学生可能了解到考题内容而影响考试的公平性。
(2)学生即使在对实验原理不了解的情况下,只要记住实验注意事项,再按照教材的步骤进行操作,也有可能顺利通过考试。
(3)由于实验室自身条件限制,考核的一两个实验并不能真正代表学生真正实力,存在一定的片面性。
3.平时实验考核
大多数高校主要把学生的实验报告成绩作为平时实验考核成绩。由于平时实验中学生人数较多,实验报告中数据处理、误差分析等内容又要在课后完成,不可避免存在抄袭和篡改实验数据现象,因此教师必然不能客观公正评价每一个学生,单独的实验报告成绩也不能准确反映学生真实的实验能力,实验课就不能充分调动学生实验的积极性、主动性,不能很好地提高学生的实验能力和实践技能。
二、多元化、分层次的考核模式
随着高等学校教学改革的深入发展,物理实验中对考核方法的改革也成为必然。作为教学型普通高校,我校的人才培养目标为本科应用型。这就要求物理实验课程在当今的大工程背景下,要着重提高学生的动手能力、创新能力、理论与实践相结合的能力,提高学生在实践学习环节的主动性和自觉性。因此我校根据实验开课形式的不同,二本、三本学生的差别,不同专业的要求,逐步建立了有利于提高学生参与实践教学的主动性和自觉性的多元化、分层次的实验考核模式。
1.多元化考核模式[7]
我校在物理实验成绩考核上采取以对实验的理解、科学作风、分析解决问题能力和探索精神等为基础,主要根据平时成绩和期末考试成绩综合评定的多元化方式。总成绩=平时成绩×50%+期末考试成绩×50%。物理实验课成绩分别为优秀(9-10分)、良好(8-8.9分)、中等(7-7.9分)、及格(6-6.9分)和不及格(5.9分以下)。
(1)平时成绩考核贯穿整个教学过程。我校经过多年经验总结,认为平时实验考核应该贯穿于整个实验教学的始终。包括课前预习成绩、课上的课堂操作考核、课后实验报告成绩。
课前的预习成绩占平时成绩的20%。首先任课教师要在课前检查学生的一卡通情况,出现旷课或者替做实验现象,本学期实验成绩为零,然后检查预习报告。对于预习报告主要检查学生是否明确书写了实验目的、实验原理,是否完整和正确书写了实验内容和实验步骤。然后为了让教师进一步了解学生对实验的理解情况,也从侧面督促学生必须做好课前预习,实验教师在课上要对学生提出几个相关问题,对问题的回答程度可以作为预习成绩的参考。
课堂操作考核部分占平时成绩的40%,是实验教学的重要过程,也是实验过程的核心。这部分不仅能够充分考核学生对物理实验的基本知识、基本方法和基本技能的理解与吸收,也可以正确反映出学生的实际动手能力和独立分析问题、解决问题的能力。我校课堂操作考核主要包括学生实验纪律和操作考核两方面。课堂实验纪律主要考查学生的实验态度是否端正,以及实验室卫生的维护和实验后仪器的整理情况等,由当堂教师酌情处理,一般占平时成绩10%。实验操作是实验过程的核心,这部分要求教师在讲授完实验内容之后,在课堂上要加强巡视,时刻观察学生的操作情况,密切注意学生的实验操作是否规范,实验方法是否符合要求,实验数据的测量是否正确合理,观察学生是否能够在实验中积极主动地解决实验中发生的一些问题,能否深入思考实验中出现的一些现象,并在实验结束前要求学生正确上交实验数据,确认正确无误后,教师在原始数据处签字。
实验报告(数据处理)部分,占平时成绩的40%。由于实验报告可以如实地把实验的全过程和实验结果用文字形式记录下来,因此这部分重点考查学生的原始数据是否准确,实验数据的处理是否正确,实验误差的处理是否在合理范围内,实验结论是否正确完整,同时还可以考查学生能否准确地分析实验结果所反映出的问题,对实验是否有自己的想法与意见,对能够提出合理、创新想法的学生,教师可以考虑适当加分。
(2)针对不同专业,期末采用不同考核办法。我校所有理工科专业,如理学院的数学与应用数学、工程力学、应用物理学3个学科,安全工程学院的安全工程和煤及煤层气工程2个学科,电信学院的自动化、电气工程及其自动化、电子信息工程等6个专业,机械工程学院的机械设计及其自动化专业等共8个院系29个专业均开设大学物理实验。但对于不同专业,由于培养目标不同,教学内容偏重的方向有所差异,因此实验考核的方式、方法以及内容也都有所不同。例如,计算机学院的计算机专业、理学院的数学与应用数学等一些专业,大学物理实验成绩主要以平时成绩和期末考核成绩的综合成绩为准,期末考核又包括操作考核、理论考核等多元化考核方式。而对于物理学专业和单独设立大学物理实验课程的一些专业,实验考核不仅有平时成绩考核,期末还要单独进行实验考核,期末考核除了操作考核、理论考核,还增加了口试、小论文形式、仿真实验考核等其他考核模式。
除此之外,为配合学院应用型人才培养目标,还建立了物理实验课程免修制度。申请免修的学生需在规定时间内,完成由物理实验室主任布置的若干结合工程实际、着眼于应用创新设计能力的免修课题,由实验室成立评分小组评定成绩,分别为优秀(9-10分)、良好(8-8.9分)、中等(7-7.9分)、及格(6-6.9分)和不及格(5.9分以下)。
2.针对不同学生,分层次考核模式[8]
由于我校二本和三本学生同时开课,因此考核中分层次考核尤为重要。在考核中对二本学生的考查倾向于应用创新、探索实践、团队协作等,对三本学生则为基础知识、应用能力等的考查。
因此针对二本学生在物理实验成绩上的考核,主要采取以对实验的理解、科学作风、分析解决问题能力和探索精神等为基础,根据平时成绩和期末考试成绩综合评定的方式。对于验证性、技术性实验项目,主要考核学生的动手能力,实验数据的采集、分析和处理能力,实验报告的撰写能力,以及实验中对问题的处理技巧。对于综合性、设计性实验,重点考核学生完成项目的思路、质量、工作态度、团队合作精神和研究创新能力。综合性、设计性实验允许反复、允许失败、允许课后重做,鼓励学生更深入地进行研究,并发现现有实验的缺点与不足,有针对性地提出改进和优化措施。对于三本学生,在物理实验成绩考核上主要采取以对实验原理的理解、实验内容的把握、操作技巧的应用为基础。对于各类实验项目,主要考核学生的动手能力,实验数据的采集、分析和处理能力,以及实验报告的撰写能力,也允许反复、失败及课后重做。
原则上不考虑三本学生的免修申请,对于个别成绩优异、实践能力强的三本学生可予批准。
三、结束语
经过我校师生的多年努力探索,结合大学物理实验课的特点和我校的人才培养目标,以及办学水平、学生素质等各种因素,我校这种多元化、分层次的考核方法充分调动了学生学习的积极性和主动性,大大改变了学生对大学物理实验课不重视、不积极的现象。比较适合当今大工程背景下的高校教育要求,为不同层次、不同学科的高素质人才培养打下了坚实的物理实验基础。
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