1提高学生尝试预习的针对性
在以往与学生的交谈中了解到,有一部门学生进尝试室之前底子就不进行预习;一部门同学虽说是提前预习了,但上课时会发明他们底子就没大白尝试设计道理;另有一部门同学只预习大白了个中一部门,但仍然影响课上正常进行。为了督促学生很好地进行预习,我们在正式上课前一周把尝试卡片发给学生,尝试卡片包罗以下内容:思考题、尝试内容及数据处理惩罚、注意事项、评分尺度等。个中思考题的设置主要是为了提高学生预习的针对性,抓住尝试设计焦点和尝试要点。同时,为了更换学生的积极性,要求学生进尝试室之前把这些思考题答复在预习陈诉上。为了制止部门同学完全不进行预习就来做尝试,在课堂上誊录尝试预习陈诉,我们还要求学生一进尝试室就即刻提交尝试预习陈诉。对付双光栅法测微弱振动位移量尝试,我们设计的思考题如下:
(1)微弱振动的振幅如何得到?
(2)本尝试中如何获得拍频波?其拍频巨细由什么决定?
(3)激光器射出的激光波长为635nm,由此可知其频率为几多?能直接探测吗?若不能,怎么解决?
(4)为什么要使用光拍?形成光拍的条件是什么?(理论上)
(5)如何判断动光栅与静光栅的刻痕已平行?
(6)作外力驱动音叉谐振曲线时,为什么要牢固信号功率?丈量时首先要找到音叉的什么频率?如何找?
2环绕思考题分小组讨论
学生独立进行尝试预习时,思路上总会有必然的局限。往往可能因搞不懂某些小常识点阻碍尝试预习的正常进行。所以,我们在正式上课时,首先将学生分成两组(每组5名学生),思考题分成两部门,每组卖力一部门,讨论20分钟并给出思考题的答案。这样做不只发挥了学生的自主性,还增强了学生的团队相助意识。同时,也可以使极少数没有预习的同学也略学到一些。
3提问+提示引导的方法使学生明确尝试思路
有相当一部门同学为了完成尝试来做尝试,总是着急做尝试,一遇到问题就叫老师资助,而不去当真思考,不设法本身解决。另有,学生在尝试时总是不能将理论课中所学常识灵活地运用到尝试中来,这是一种普遍现象。所以在学生本身动手尝试前,我们采纳了以下教学环节:明确理论上要到达什么目的,借助什么尝试器件可以到达此目的,理论和尝试器件的结合最终如何到达目的。下面仍以双光栅法测微弱振动位移量尝试为例展现具体历程。从尝试题目来看的话,提问学生最终要获得哪个物理量?大部门学生可以答复出来:音叉振动的振幅。提示学生,要丈量的是长度,有什么得到步伐?学生会提出用刻度尺、游标卡尺等。再引导学生调查音叉振动的特点。音叉振动的幅度很小,肉眼完全无法辨别,并且振动的位置时刻在变革,教师否认这种要领。那怎么办呢?再提示学生我们是综合设计尝试,可以考虑力学、光学、电学等要领。再看尝试题目,学生会说出操作双光栅法。新的问题呈现:什么是双光栅法?这时要带着学生一起温习光学中所学常识———光栅。首先回想光栅的布局,从单缝衍射、双缝过问干与的衍射图样,料想光栅的衍射图样。同时,操作教学器件激光笔演示激光通过一光栅后投影在墙上的衍射图样,与阐明功效比对,直观明了。学生清楚了光栅的观念后,说明双光栅等于一动一静两光栅,个中动光栅贴在音叉上随音叉一起振动。再紧接着提问:为什么要用双光栅法?这时学生一般会不知所措,提示从光的频率方面考虑。已知尝试激光波长,提问学生激光频率巨细在什么量级。提供应学生仪器价格信息,好比Agilent公司几个GHz的示波器价格在百万元阁下,直接探测激光这么高频率的光很是困难,并且仪器造价昂贵。此要领行不通。进一步提示学生,此刻光频率太高了,简单的想法是降低频率,这时再让学生调查我们尝试提供的示波器能探测的频率,随便汇报学生这个仪器只需要几千元阁下,尝试本钱大幅降低。又一新问题呈现:怎么降低?部门学生能说出光拍法。这个时候类比音拍的观念,来讲解光拍。按照波的叠加道理,得出得到强的光拍信号的理论及尝试条件:操作一动一静两光栅获得同偏向流传、且频率相差很小的两列光波的叠加。
数学推导得出动光栅的振动速度与光拍频率的干系:ωd=2πvd,个中ωd是光拍圆频率,v是动光栅振动速度(也即音叉振动速度。),d是光栅密度。即F拍=ωd2π=vd=v·n0,个中n0=1d为光栅密度。这样力学量v和光学量F拍之间搭起了桥梁。学生熟知音叉振动的振幅与音叉振动速度的干系:A=12T/20v(t)dt=12T/20F拍(t)n0dt=12n0T/20F拍(t)dt。引导学生从频率的根基界说出发阐明积分功效所代表的物理意义:半个音叉振动周期内光拍拍频波的个数(借助示波器!)。在学生清楚了音叉振幅的丈量要领后,再来回首振动的常识,即音叉振动的特点。提问学生音叉振动属于简谐振动、阻尼振动、受迫振动等中的哪一类振动?学生能够正确答复:受迫振动。提问学生哪些因素影响受迫振动的振幅?如何影响?操作荡秋千、共振引起桥梁断裂等例子引导学生找到答案:策动力的巨细和频率,且牢固策动力频率时,策动力越大,振幅越大;牢固策动力巨细,改变策动力频率,共振时,振幅最大,此时策动力频率接近固有频率,远离固有频率时,振幅迅速减小。所以在研究音叉振动的谐振曲线时,考虑的是策动力频率对音叉振动振幅的影响,此时应牢固策动力巨细。但是前提是选择好符合的策动力巨细,若策动力太大,半个音叉振动周期内光拍拍频波的个数太多,眼睛无法分辩。若策动力太小,振动太微弱,无法研究振动。要研究谐振曲线,最简单的要领是找到共振点,提问学生怎么找?这时尝试仪器是打开的,让学生静下来注意听音叉发出的声音。引导学生说出音叉发出的声音和音叉振幅的干系。学生大白了找共振点的要领是听声音。这时进一步提问我们人耳能准确地辨别出哪个声音最大吗?学生会说不能,那怎么办?再回到计算振幅的公式,学生会名顿开,示波器上半个音叉振动周期内光拍拍频波的个数最多时,对应的等于共振点。最后,和学生一起总结尝试思路:
(1)调解光路,经光电转换器后在示波器上调查到强的光拍信号;
(2)寻找音叉振动的谐振点,调解音叉功率和频率,听音叉声音,并借助示波器。
(3)丈量完整的谐振曲线,此时牢固音叉功率。随后学生本身整理思路,本身独立动手完成尝试。
4对部门学生进行进一步指导
按步调3讨论完尝试思路后,由于学生个别的差别,相当一部门同学照旧有许多不大白的处所。这时再单独指导。了解学生的问题,搞清学生的问题呈此刻哪里。先让学生从理论上找出答案,然后再让学生寻找具体哪个或哪些尝试仪器部件可以到达目的。而不是直接汇报学生功效。这个环节学生起主导感化。
5尝试陈诉
中对尝试步调的要求为了督促学生对尝试操纵历程进行回首,我们出格要求在尝试陈诉上详细写出尝试步调。学生在完成这一部门的历程中有时会发明操纵历程中的重大失误。教师在批阅尝试陈诉时也能从这一部门及时发明学生的问题,引起学生对细节问题的存眷,培养全面良好的尝试习惯和能力。同时这一要求还可以加深学生对尝试设计思路的认识。
6尝试陈诉中对尝试数据处理惩罚的要求
尝试陈诉中要求将尝试原始数据进行整理列表,重复要求学生标明物理量、单元及有效数字,培养良好习惯和严谨的科学态度,为以后教学和科研事情打根本。要求操作Excel、Origin等软件进行作图,培养学生计算机处理惩罚数据的能力。这一教学要领是在对三届学生的教学历程中逐渐摸索出来的,受到了较好的效果,具体表此刻教学评估后果的提高:第一届学生给教师的教学评估后果为92.03,第二届学生给教师的教学评估后果为94.27,第三届学生给教师的教学评估后果为94.41。虽然,综合设计性尝试与大学生创新能力的培养不是几个尝试就能完成的,是一个庞大的系统工程,只有每一个教育事情者都积极加入动作起来,从教学事情的一点一滴做起,才气真正到达培养学生创新能力的目的。别的,在以后的教学中还需要按照学生具体环境相应调解和改造教学要领。
