个人介绍
物理新科技实验赏析与设计 朱姗姗等
提供学校: 徐州工程学院
院系: 数学与物理科学学院
课时: 32
    教学目的: 《物理新科技实验赏析与设计》是面向所有本科专业的一门通识选修课,旨在培养学生的科技思想和科技意识 、通过学生亲身参加科技活动来培养高素质应用型人才。

    教学方法:采用观察、体验、实验操作、学习指导相结合等教学方法,通过观摩演示实验现象,介绍控制技术,让学生操作体验,分析应用领域和应用前景,撰写学习体会。

    教学条件:以物理实验中心的演示实验室和创新实验室为依托,学习演示实验仪器的构造、原理、操作,理解光电转换技术、陀螺定向技术、电磁加速技术等等,了解此技术在实际生活中的应用,撰写科技论文,以此设计研发仪器装置。 完成购置和准备设计研发的元器件,如磁力启动器、交流制动电磁铁、位移传感器、减震橡胶垫、千分尺测头、永磁铁、恒温电焊台等,用于设计电磁加速装置、电子称称重系统等。

    教学内容:学习操作实验教学中心演示物理实验室近160成套富含智能控制、光电转换等高科技含量的仪器设备,认识目前一系列常用的智能控制技术;学会3D成像设备的调整技术,认识3D电影的播放和成像调节;学习激光琴以及无皮鼓的光电转换、应用原理,理解常用的光控技术在航空航天技术中的应用;掌握飞转陀螺等设备的定向原理,认识定向控制技术;理解电磁炮、电磁加速器以及神奇秋千的运行原理,掌握电磁力的实际应用技术等。

    课程特色:一改满堂灌、学生模仿的传统教学模式,进行体验式和实验操作指导相结合的教学手段,学会课后自学、思考、探讨,进而撰写科技论文,完成仪器系统设计开发,给学生自然亲切的快乐学习氛围。学生可将学到的技术直接应用于生活中,实用性强;自己操作演示实验仪,自己设计仪器装置,自己动手绘制电路图、自己连接电路,达到智能控制的欣喜增加了课程的体验性,体验性强。

    课程创新点: 课程的开放性。可把目前的现有智能控制与单片机智能控制相结合,实现智能控制的时序性和安全性。
课程团队

朱姗姗 实验师

刘家恩 副教授

单位:徐州工程学院

部门:数理学院

樊秋波 副教授

单位:徐州工程学院

部门:数理学院

教学大纲

物理新科技实验赏析与设计教学大纲.doc(下载附件 53 KB)

作业习题

                                               

 

教学单元

 
 

作业习题

 
 

电磁炮、电磁加速器的技术

 
1、电磁炮的工作原理是什么?由哪些构成部分?

2、课后设计一个小型电磁加速系统。

 

水波演示仪

 

1、水波共振的原理是什么?

2、分析不同水波叠加效果的产生原理,以及需要的工具。

 

太阳能发电站系统

 
1、太阳能发电的机理?

2、目前太阳能电池的半导体材料有哪些?

3、太阳能发电站系统的组成部分?逆变器的作用是什么?

 

3D成像技术研究

 
1、3D成像技术的成像原理?

2、偏振片对3D效果的影响,如何调整?

 

激光琴的光电转换控制技术

 

1、光电转换的机理?

2、激光琴的构成部分?

 

陀螺设备的定向技术

 
1、陀螺仪如何实现定向技术?

2、陀螺仪的定向技术在实际生活中有哪些应用?

 

高压静电技术应用机理

 
1、生活中静电产生的例子有哪些?

2、高压静电的实验原理,仪器如何操作,需要注意哪些问题?

 

波动应用技术-鱼洗

 
1、鱼洗的操作方法?原理是什么?
 

辉光盘--高压辉光放电

 

1、高压辉光放电的实验原理是什么?

 

雅各布天梯电弧放电

 

1、极光的原理是什么?

2、雅各布天梯产生的电弧放电的原理?为什么是羊角形?

 

洛伦兹力的技术应用

 
1、洛伦兹力的方向判定

2、洛伦兹力的原理,仪器如何操作,各个电压旋钮的用处?


考核办法

课程考核采用期末考查和平时成绩相结合的方式,其中期末成绩40%、平时成绩 60%。期末成绩采用撰写实验论文/科技作品设计的考查的形式,由指导教师根据每位学生撰写的科技论文或设计的科技作品评分,满分100分;平时成绩按每个实训项目的课堂纪律、操作情况及实训总结报告按满分100分评分,将所选项目的平均分为平时成绩。

                             

 

课堂纪律

 

(满分20分)

 
 

实训项目操作

 

(满分40分)

 
 

实训总结报告

 

(满分40分)

 
 

严格遵守实验课基本要求和规章制度。(20分)

 
 

准确理解实验原理,掌握实验方法及步骤,仪器操作熟练规范,取得准确的实验结果。(40分)

 
 

实验报告书写规范认真,对实验数据独立处理和报告准确,对实验结果进行了合理的分析与讨论。(40分)

 
 

遵守实验课基本要求和规章制度情况一般或迟到2分钟以内。(15

 
 

较好运用实验原理,基本理解实验方法及步骤,仪器操作规范,取得较准确的实验结果。(20—30分)

 
 

实验报告书写规范认真一般,对实验数据独立处理但准确不够,对实验结果进行了较合理的分析与讨论。(20--30分)

 
 

尚能遵守实验课基本要求和规章制度情况或迟到5分钟以内。(10分)

 
 

基本能够运用实验原理,基本理解实验方法及步骤,仪器操作不熟练,实验结果不符合预期。(10--20分)

 
 

实验报告书写不够规范和认真,对实验数据尚能独立处理但报告不准确,尚能对实验结果进行了分析与讨论。(10--20分)

 
 

不能遵守实验课基本要求和规章制度或迟到5分钟以上。(0分)

 
 

实验原理不清晰,不能掌握实验方法及步骤,仪器操作不规范,实验结果不准确。(0--10分)。

 
 

实验报告书写马虎不认真,对实验数据不能独立处理,或缺乏对实验结果的分析与讨论。(0--10分)

 


课程内容设计

                                                                                                       

 

序号

 
 

教学单元

 
 

教学内容及要求

 
 

教学环节设计重点、难点

 
 

01

 
 

绪论

 
 

了解演示实验仪器,掌握演示仪器的基本使用方法。

 

重点:了解本课程的教学内容、教学目的。

难点:自主学习、探讨、设计仪器装置。

 

02

 
 

电磁炮、电磁加速器的技术

 
 

掌握电磁加速的原理介绍;

掌握电磁炮、电磁加速器的操作步骤。

 
 

重点:学习电磁加速器的工作原理及操作要求;

难点:了解电磁炮及电磁加速器的构造,自主研发设计一个小型电磁加速系统。

 
 

03

 
 

水波演示仪

 
 

学习演示波的形成、传播、反射、干涉原理;

了解水波演示仪的构造;

掌握不同波形的操作方法以及注意事项。

 

重点:学习波的形成、传播、反射、干涉现象及原理;

难点:了解水波演示仪的构成;理解不同水波叠加的形成。

  
 

04

 
 

太阳能发电站系统

 
 

学习太阳能发电站系统的原理及实验操作方法;

了解太阳能发电站系统的构造。


 

重点:太阳能光能转换成电能的技术原理,发电站系统的组成部分。

难点:太阳能发电的反应机理。


 

05

 
 

3D成像技术研究

 
 

学习3D成像的实验原理;

学习3D成像系统的组成部分;

掌握3D成像的操作、调整方法。

 
 

重点:3D成像的技术原理

难点:3D成像系统的组成及偏振片对成像效果的影响。

 
 

06

 
 

激光琴的光电转换控制技术

 
 

学习光电转换开关的工作原理;

掌握激光琴的实验原理以及操作方法;

 
 

重点:光电转换开关的工作原理及光电效应;

难点:激光琴的控制组成系统。

 
 

07

 
 

陀螺设备的定向技术

 
 

学习陀螺仪的进动原理;

学习陀螺仪定向转动的原理;

掌握陀螺仪的操作方法及注意事项。

 
 

重点:陀螺仪保持转轴方向不变的现象;

难点:陀螺仪定向转动的原理;陀螺仪的操作方法。

 
 

08

 
 

高压静电技术应用机理

 
 

学习高压静电演示仪的实验原理;

掌握演示仪的操作方法、注意要点。

 
 

重点:高压静电演示仪的实验原理;

难点:演示仪的操作方法、注意要点。

 
 

09

 
 

波动应用技术-鱼洗

 
 

学习波动共振原理;

学习鱼洗的实验操作方法及要点。

 
 

重点:鱼洗产生共振现象的实验原理;

难点:鱼洗的实验操作方法及要点。

 
 

10

 
 

辉光盘--高压辉光放电的原理

 
 

学习盘辉光高压放电的实验原理。

 
 

重点:辉光盘高压放电的实验原理;

难点:辉光球、辉光盘的控制系统。

 
 

11

 
 

雅各布天梯电弧放电的原理

 
 

学习雅各布天梯电弧放电的实验原理。

掌握雅各布天梯演示仪的操作方法和注意事项。

 
 

重点:雅各布天梯电弧放电的实验原理;

难点:雅各布天梯演示仪的系统组成。

 
 

12

 
 

洛伦兹力的技术应用

 
 

学习洛伦兹力的工作原理;

了解洛伦兹力演示器的构造级作用;

了解洛伦兹力演示器的工作原理;

掌握洛伦兹力演示器的操作方法。

 
 

重点:伦兹力演示仪的构造及作用;洛伦兹力演示仪的工作原理;

难点:洛伦兹力演示仪的操作方法。

 


参考文献

      1. 《物理新科技实验赏析与设计》课程讲义,朱姗姗主编。

2.《大学物理演示实验教程》,何兴,唐贵平,邓敏著,国防工业主出版社。

3.《大学物理演示实验教程》,陈汉军著,西南交通大学出版社。

4.《物理演示实验教程》,沈黄晋编著,科学出版社。

5.《物理演示实验教程》(第2版),路峻岭编著,清华大学出版社。


课程评价

教学资源
课程章节 | 文件类型   | 修改时间 | 大小 | 备注
1.2 电磁炮、电磁加速器的技术
视频
.mp4
2017-11-28 86.51MB
 
文档
.ppt
2017-11-28 246.50KB
1.3 水波演示仪
文档
.ppt
2016-06-23 262.00KB
1.4 太阳能发电站系统
视频
.MOV
2016-06-23 524.62MB
 
文档
.ppt
2016-06-23 154.00KB
1.5 3D成像技术研究
文档
.ppt
2016-06-23 147.00KB
1.6 激光琴的光电转换控制技术
视频
.mp4
2016-06-24 120.04MB
 
文档
.ppt
2016-06-24 983.00KB
1.7 陀螺设备的定向技术
文档
.ppt
2016-06-23 1.77MB
1.8 高压静电技术应用机理
文档
.ppt
2016-06-23 2.69MB
1.9 波动应用技术-鱼洗
视频
.mp4
2016-06-23 144.28MB
 
文档
.ppt
2016-06-23 208.50KB
1.10 辉光盘--高压辉光放电的原理
视频
.mp4
2016-06-24 49.20MB
 
文档
.ppt
2016-06-24 189.00KB
1.11 雅各布天梯电弧放电的原理
视频
.mp4
2016-06-24 113.04MB
 
文档
.ppt
2016-06-24 645.50KB
1.12 洛伦兹力的技术应用
视频
.mp4
2016-06-24 81.44MB
 
文档
.ppt
2016-06-24 251.00KB
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