霍尔效应实验报告大全11篇

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近年来，随着各行各业对创新型应用型人才的需求，本科教学的模式也该随之变革。多年来中国的教育使得大多数学生养成被动的学习方式，重理论、轻实践，不愿花费时间去找办法解决实际问题。而参与性教学是解决这一现状的比较好的方式。大学物理实验课程是学生进入大学遇到的第一门实践性课程。开展好这一门课对学生的意义重大。除了学习操作仪器处理数据等一些必需的技能外，还必须让学生明白在实践中发现问题进而解决是十分重要的。目前，物理实验参与性学习甚至研究性学习在一些大学中已开展得比较系统，如东南大学、复旦大学皆有自己的一套物理实验研究性教学模式。对于这些学校，一方面，教学和科研实验室条件好；另一方面，学生基础好，对学习有兴趣并更具钻研精神，参与性教学比较容易开展。而对于独立学院，相对来说实验室条件有局限性，教师的主要任务是搞好教学，大部分学生也是以拿到学分为目标而完成课程。但是，笔者认为独立学院的学生也是需要进行参与性学习培养的。本文结合笔者的教学经验讨论在现有条件下如何在独立学院的物理实验课程中开展参与性学习。

一、独立学院物理实验教学现状

以中国传媒大学南广学院为例，该学院对广播电视工程、通信、电信专业的学生开展了大学物理实验课程的教学。实验教学内容包括力学、光学、电磁学这几部分，基本符合对工科电类本科生的培养要求。学院针对自己所具备的实验仪器已经编写出配套的实验教材，并在10年来的教学中积累了丰富的教学经验，但仍然存在一些问题需要重视和解决。

1.实验教学模式化。实验课的流程是教师讲解实验原理，介绍实验仪器，安排实验内容，学生按部就班测量数据，撰写实验报告。在这种模式下，学生往往在原理还比较模糊的情况下就机械性地测量数据，最后虽然完成了实验，但很多学生并没有去思考实验设计、仪器搭配等基本问题，应具备的科学和工程素养得不到提高。

2.实验报告形式死板。实验报告使用的是统一的实验报告册。上面分为实验目的、实验仪器、实验原理、实验步骤、数据处理与分析这几块。除了最后一块，大多数学生只是不加思考去抄实验教材。一则浪费时间，二则没有琢磨和真正理解实验原理和实验中的一些实际问题。

3.实验考核形式单一。目前，实验成绩由两部分构成，出勤和操作占50%，实验报告占50%。一方面，学生是按教师的讲解按部就班操作的，很难提高学生操作技能和解决问题的能力；另一方面，由于实验报告形式死板，实验报告成绩相差也不大，不能反映学生对实验的真实掌握情况，也不能通过实验成绩对学生实现成绩上的区分和应有的激励作用。

二、物理实验参与型学习方案探讨

目前，国内独立性学院正处于发展初期，学校往往由于办学条件和生源层次的限制，无法在实验科研条件和学生课外科研项目上有太多的投入。在长期的教学实践中，笔者总结出以下几种参与性学习方案，并取得了较好的效果。

1.改进实验报告形式。实验报告采取一份报告对应一个实验的形式。报告上印制好做该实验前需要作答的问题，用来检查学生的预习情况。接着是数据表格的填写、误差分析、作图等。最后是实验完成后需要作答的一些问题。该方法既能大大节约学生书写实验报告的时间，又能使他们更加认真地进行预习，通过问题不知不觉地对实验原理和实验方法进行掌握。

2.与学生一起解决实验中遇到的问题。当学生在做实验时，总会碰到一些意想不到的问题。教师可以抓住这些机会，在排除实验仪器故障或错误实验方法时，让学生参与其中观察，思考甚至动手来一起讨论解决这些问题，这样能够使得学生深刻地了解仪器的构造，并提高其发现解决问题的能力。

3.拓展实验小课题。在常规实验内容的基础上，教师还可以建议学生利用现有仪器去探究其他的物理现象和规律，自己完成感兴趣的实验小课题。比如分光计实验的常规内容是对三棱镜的顶角和汞光灯绿色谱线折射率的测量，在此基础上，教师可以启发学生测量汞灯的光谱和色散曲线。再比如，霍尔效应实验中除了常规的测量线圈轴线上的磁场外，还可以将测量扩展到整个空间的磁场分布。这种扩展可以有很多，它既不需要购买新仪器，又可以锻炼他们科学研究的能力。本文通过分析独立性学院物理实验课程的现状，探讨设计了具有较强可行性的参与性实验教学方案。希望通过开展上述参与性学习方案，利用现有的实验室教学条件在规定的必修课时内，促使独立学院工科学生掌握实验研究的方法和手段，培养应有的科学研究和工程技术素养。

参考文献：

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引言

传感器与检测技术是信息技术的核心之一，它是研究信息提取、信息转换和信息处理与应用的课程，是一门综合性非常强的专业基础课，涉及到不同的学科领域，包括机械、电气、信息、环保等［1］。该课程理论内容非常分散，实践性强，尤其是理论部分的学习过程非常乏味。如何提高课程的教学效果，激发学生的学习兴趣，探索合理科学的教学模式是从事该课程教学的教师一直关注的焦点问题。本文从从理论教学与实验教学两个环节进行了教学新模式的尝试与改革，并取得了初步的成果。

1理论教学方面

传感器及检测技术这门课程在理论学时的安排上，应根据教学大纲的要求，适当减少理论学时，增加课堂的灵活性。那么既要完成教学任务，又要把这门课程讲好，这就向我们提出了一个艰巨的任务，所以本门课程在理论课的安排上不能完全按照教材去讲解，要综合考虑以下四方面内容:第一，学生对于先导知识的掌握。本课程是在电路、电力电子技术基础上开设的课程。传感器主要作用是信号的采集，对于信息的处理与应用主要还是利用电力电子技术，有了这些先导课程，教师才能够更清晰地讲解传感器中的测量电路，让学生能够深入理解传感器在实际中的应用。第二，传感器基本知识的讲解。这是本门课程的主要任务，讲解各种传感器的结构原理，让学生更加深刻地理解传感器中非电量与电量之间的转换关系。第三，在前两点的基础上，增加一些测量实例。只有既讲解好元件的原理结构又与应用电路相结合，才能够使得整体课程不空洞，让学生切实体会到传感器的作用。以霍尔传感器为例，在讲授霍尔传感器的原理时，除了讲解霍尔效应以及它可以测量位移、转速、加速度等，可以加入霍尔开关的应用，利用霍尔开关产生的电信号控制卫生间内的照明情况，此应用结合传感器与电力电子技术的知识，让学生直观地看到传感器在现实生活中的作用。第四，及时补充传感器的前沿知识。如物联网传感器，让学生能够从接受这门课程开始到有兴趣去自主学习［2］，整体内容在安排上由浅入深。在理论课的讲解过程中，要尽量使用现代化教学工具和多媒体技术进行教学，提高教学效率。

2实验教学方面

2．1实验进度的安排目前一般的实验课安排在教学周的最后阶段，无法让学生及时地把理论与实践相结合，实验课的目的就是加深对理论知识的理解与应用，因此我们可以把传统验证性实验穿插在教学过程当中，加深学生对传感器理论知识的理解。这样既可以让学生明白自己在学什么，又可以提高动手能力。在做实验的过程中，可以引导学生思考，除了原理性的实验，此种类型的传感器还能在工程上有什么样的应用，为后边安排的设计性与综合性实验打基础。时间上安排，实验课应贯穿整个教学期间，形成一个完整的教学过程。2．2实验类型的设定传统的传感器实验多为验证性实验，学生按照实验指导上的实验步骤连接电路，改变其中的某些参量，得到非电信号到电信号的转变，最后记录实验结果。学生只是被动做实验，缺乏主动性与创造性。所以在实验内容安排上，既要有验证性的实验还要有综合性和设计性的实验，在整个教学过程中，逐渐地把教学从以教师为中心转变为以学生为主体，让学生化被动为主动［3］，既增加了教学的趣味性，又提高了学生学习的积极性。如我们在讲解电阻式传感器时，由于电子秤是电阻式传感器的经典应用，教师就可以安排先做验证性的实验，如电阻式传感器的半桥性能实验，在试验台上进行电路的连接，体验一下力如何转变成电信号，记录实验结果，分析实验误差等。这种相当于导入实验，不要安排太难，要提起学生做实验的兴趣，让大家把课上的理论知识应用到实验当中去。然后可以安排做电阻式传感器的全桥实验进行对比，对比一下不同连接电路中灵敏度、误差等指标的区别，也为后边电子秤的综合性实验打基础。综合性的实验要求学生自主去做。所谓自主，即教师只提出实验要求，实验原理与电路由学生去设计。最后提交实验报告，在报告中，要包含实验步骤、原理图以及实验结果，还要记录实验过程中遇到的难点以及解决办法。做实验过程中安排好实验内容的层次，实验要求由低到高，由验证性实验开始，到综合性实验，以设计性的实验作为结束。设计性的实验由学生自己去查资料定题目，由实验室给学生提供基本的工具。学生可以和其他课程内容相结合，如单片机、数字信号处理等课程，将传感器采集到的信号进行数模转换，送入到单片机或计算机中，再进行信号处理。举一个比较简单的例子，利用温度传感器采集温度传送到单片机中，通过LCD显示当前的温度。测温电路采用DS18B20温度传感器来采集温度，利用单总线技术将其与AT89C51的P0接口相连接，显示部分用LCD中的LM016L液晶显示屏来作为显示电路，将AT89C51中的P2口作为数据线，将P3口作为LCD的控制信号的连接端口。这些设计性的题目既可以让学生体会到亲自动手做电路带来的快乐，又可以巩固学生学过的课程。2．3实验内容的完善目前我们的实验内容都是固定的，实验内容的安排应该经过多学期的完善，最终确定为最适合学生的实验内容。开课的每学期结束后，听取学生的感受和意见，调整实验内容，如增加学生们感兴趣的实验部分，调整验证性和综合性实验的难度以及两部分内容开设的比例。

3课程考核方面

目前我们的课程考核以期末考试为主要的评价方式，考核方法单一。成绩比例更偏向于理论成绩，学生的目光更集中在期末考试的试卷上，这使得实验部分无法引起学生的重视，不利于提高学生的动手能力与创新能力。为了科学评测学生的学习效果，全面考察学生的应用能力，课程考核方面也进行了改革。期末考试成绩分成两部分，理论部分与实验部分各占50%，相对于现在而言提高了实验成绩的比例。其中理论部分包括平时成绩与期末考试成绩。平时成绩反映学生上课的出勤情况以及课堂表现与平时作业的完成情况，占理论成绩的20%;期末考试的卷面成绩占理论成绩的80%。实验部分成绩包括验证性实验成绩与综合设计性实验成绩。验证性实验成绩体现学生对实验课的准备情况、实验课的表现以及实验报告质量;综合设计性实验的成绩，体现学生的实践能力。这种考核方式更加科学合理，发挥了考核的积极功能。经过几年的探索与改革，我们找到了该课程适合学生的教学方法，既能够愉快地完成教学任务，又能够提高学生的实践和创新能力，为学生将来无论是步入社会找工作，还是继续学业打好了基础。当然这还是我们的初步探索，以后会加大教学的改革步伐，不断提高传感器与检测课程的教学质量。

［参考文献］

［1］张小奇．传感器教学改革课程研究［J］．吉林工程技术师范学院学报，2009，25(10):132－134．

［2］刘佳．研究型教学在传感器课程中的应用［J］．中国科教创新导刊，2012，(3):144－145．

［3］蒋全胜．“传感器与检测技术”课程教学改革初探［J］．巢湖学院学报，2009，11(3):145－146．

［4］徐科军．“传感器与检测技术”课程建设探讨［J］．电子电器教学学报，2009，31(3):111－113．

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2大学物理实验教学存在的问题

大学物理实验的教学对象是大学一、二年级的学生，是物理专业学生进入大学后的第一门实验课程，所以学好大学物理实验对后续其它实验课程的学习至关重要．在多年的传统教学模式下，大学物理实验的教学现状存在以下几方面的问题．（1）教学计划学时数少．受新教学计划和新教学大纲的影响，大学物理实验的学时数减少，实验理论课堂讲授的时间更少，教师与学生的互动很难进行，启发性和探究性教学难以实施[3]．（2）学生物理实验基础水平参差不齐．来自城市优质学校的学生动手能力较强，基本上都能够在规定的时间内完成实验．而来自边远农村地区或城市部分面上中学的学生动手能力相对较差，由于这些学校的实验设备不足，学校无法开展物理实验基本技能的训练，所以这些学生很难在规定的时间内完成实验，有些同学连最基本的测量仪表如电压表、电流表都没见过．（3）实验教学效果差，学生做完实验就忘记．由于受实验时间的限制，教师一般采用传统的教学模式，即先集中简要介绍实验原理、实验步骤、仪器操作规程、原始数据记录及数据处理与分析，再让学生独立完成实验操作和实验记录．教师讲授完这些教学内容后，留给学生独立完成实验的时间少，学生怕无法按时完成，产生紧张情绪，对老师的启发性提问不屑一顾，对一些实验现象缺乏思考．虽然按要求完成了实验数据的记录，也只是对老师的实验演示的重现，对实验理解不透彻，做完实验就把操作忘记．等到期末操作考试时，面对曾经做过的实验束手无策．（4）学生实验报告书写潦草，不规范，提交不及时．近年来，随着高校扩招，学生数多，教师队伍建设跟不上，教师的教学工作量大，实验报告无法及时批改，堆积如山．（5）考核制度落后，有待改革．目前的考核方式是根据不同专业采用纸质笔试或操作考试．有了网络课程的试题库后，就可以采用网上抽题网上笔试和网上抽题现场操作考试相结合的方式．

3基于Moodle网络教学平台的优势

Moodle(ModularObject-OrientedDevelopmentLearningEnvironment)是一套公开源代码的网络课程管理系统，Moodle翻译成中文就是“面向对象的模块化开发动态学习环境”．Moodle是以建构主义为教学依据，采用与我国新课程类似的模块教学，它的基本模块有：站点管理模块、用户管理模块、课程管理模块、作业模块、论坛模块、资源模块、测试模块等．Moodle作为网络教学平台具有以下几点优势[4-5]：（1）界面设计简单、高效、安全，绝大部分教学内容、资源等可即时添加、即时显现．（2）支持多种课程形式和灵活多样的学习活动，例如Booking、ForumNG、Journal、Technical、wiki、协作程序教学等．教师能够随时选择合适的标准进行教学评价，并根据学生的学习情况调整生成新的课程目标．（3）教师可以查看成员日志，统计每个学生的活动细节如最后访问时间、阅读次数，汇编每个学生的详细报告．一般访问次数多的学生，学习比较认真，学习成绩也比较好．（4）教师可以布置作业，平台可以自动记录学生上传作业的时间，教师可以随时查看学生的作业，并在平台上进行评定，了解教学效果．平台即时把评判结果反馈给学生，使学生能及时修改并再次提交．（5）支持教师的混合式教学和学生的个性化学习，帮助教师与学生在协助的在线环境中交流．有多种类型的论坛如聊天室、课程新闻讨论区、教学讨论区等供选择，促进了教师与学员、学员与学员、学员与课程之间的交互．（6）支持多种格式文件资源的上传，如Word、Powerpoint、Flash、视频和声音等电子文档．

4《大学物理实验》网络课程的设计

基于大学物理实验的教学特点和Moodle网络教学平台的优势，设计的大学物理实验网络教学课程，可以弥补传统大学物理实验教学中存在的不足．该网络课程的总体设计如图1所示，网络课程主界面截图如图2所示，各主要功能模块介绍如下：（1）用户管理．用户成员包括管理员、课程创建者、教师、无编辑权教师、学生、访客等．教师可以手动添加学生名单，也可以设置“选课密码”让学生自己选课成为该课程学员．（2）课程设置．教师可以对课程名称、课程简介、课程开始时间和结束时间、课程格式、外观、命名角色进行设置．（3）实验教学资源．包括课程基本信息、实验项目、实验讲义下载、实验教学视频、虚拟仿真实••105验、基于Excel的数据处理系统、实验仪器介绍、优秀学生实验报告展示等．课程基本信息：包括课程介绍、实验教学大纲、实验考试大纲、教师队伍介绍、互联网上的其它教学资源链接．实验项目：根据学校开展的实验项目力热、电磁、光学等实验，分别进行独一介绍，介绍内容包括实验目的、实验原理、实验内容、实验步骤、数据记录及处理．实验讲义下载：教师每学期都会对教学内容做适当的修改，提供最新电子版的实验讲义和其它网络上的优秀教材供学生参考．实验教学视频：将教师的课堂教学视频、实验操作视频等通过采集录制、剪辑、字幕后期处理，或针对具体某一实验操作流程、实验现象的观察等制作成微视频、微课上传到该模块，供学生课前预习，课后复习．支持多种视频格式如MP4、FLV等，但为了保证视频能兼容各类终端（如PC、安卓、苹果）系统的各种浏览器，实现视频的在线播放，教师在上传视频之前，应先将视频转换成MP4格式（采用AVC720p或者AVC480p），视频上传后将视频文件名称改为英文名称．虚拟仿真实验：该模块添加了由中国科学技术大学基础物理中心研发的霍尔效应、双臂电桥测电阻、热敏电阻温度特性等部分物理仿真实验和由学校师生自行开发的基于LabVIEW的虚拟示波器、虚拟信号发生器等虚拟仪器．利用虚拟实验或仿真实验辅助实验教学，可以打破传统实验教学的束缚，有利于学生能动性的发挥，让学生有更多的时间讨论和解释实验结果、反思实验过程，同时也能促进同学之间的合作与互动，减少实验设备与空间，节约资金，改善实验条件[6]．实验数据处理系统：利用Excel、Origin等软件制作实验数据处理模板，输入原始数据后，便能直接计算出实验结果．该功能应用于实验室，提供给学生检查实验数据是否正确，能减少实验数据处理的时间．实验仪器介绍：该部分包含实验仪器图片和仪器使用说明及注意事项．让学生在做实验之前，先了解和熟悉实验仪器的使用方法，减少实验时间，提高实验质量．优秀学生实验报告展示：教师可以挑选一些优秀的学生实验报告进行展示、表扬，起到示范作用．一些典型错误的学生实验报告，也可以经教师批改指正后展示，防止学生重复错误．教学课件下载：提供教师的课件及教学资料，方便学生自学．基础较差的学生能重新学习掌握基本知识，而优等生则能发现更深层次的问题[7]．（4）实验室开放预约：该功能有利于开放实验室的科学管理和方便想补做实验或提高实验的同学预约实验时间．（5）网上考试系统：教师可以对每个实验项目直接添加小测验，也可以利用MQE试题编辑软件制作试题库后，再添加到该模块中．小测验用于课程的正式考试、每一实验项目的测验、使用以往旧题目做练习性测验、提供学生表现立即反馈、让学生自我评价．学生期末考试方式，采用网上随机抽题，网上笔试和实验室现场操作考试，省去了人工纸质抽题的麻烦．（6）实验教学活动．该模块包括实验报告提交、教学讨论区和教学信息．实验报告提交模块：对于部分实验项目，鼓励学生利用计算机软件进行数据处理，并完成一份完整的实验报告，通过作业提交功能提交，教师可以随时随地利用移动终端网络设备进行批改和评价．教学讨论区模块：该讨论区的类型有博客形式的标准讨论区、单个简单话题、单个人发表一个话题、问题及解答讨论区和一般问题的标准讨论区．教师提出一些实验中出现的问题，供学生进行讨论、探究．随着学生应用手机微信的普及，教师可以利用微信的群聊功能，在微信中建立群聊，将“群二维码名片”到网络课程中，学生通过微信“扫一扫”就能加入群聊，进而开展基于微信的教学互动．教学信息模块：利用新闻讨论区普通新闻与通告，把学生实验安排表、实验分组情况表，考勤统计表、成绩统计表等到网络课程上，方便学生及时掌握课程教学信息．还可以本学科学术讲座、学术交流活动、学科最新研究动态、物理实验设计大赛和学生获奖新闻等信息．（7）实验教学评价．评价的类型有反馈、互动评价和投票．反馈可建立自定义的问卷调查；互动评价允许收集、查看以及评价学生的工作；在投票模块中，教师提出一个问题，并给出多个应答选项，由学生在线投票．

5结束语

利用基于Moodle网络教学平台进行物理实验教学，能够有效弥补传统实验教学之不足，能够充分运用以教师为主导和学生为主体的教学活动，有利于加强教师与学生之间的交流和互动，也有利于加快推进学校教育信息化管理和提高实验室信息化管理水平．

作者:黄贤群 石燕飞 刘秋武 单位:韩山师范学院

参考文献：

[1]文亚芹．大学物理实验[M]．西安：西安电子科技大学出版社，2010：1-5．

[2]教育部科技司．2016年12月教育信息化工作日报[EB/OL]．[2017-02-06]．/xxh/focus/201702/t20170206_1486426.shtml

[3]肖立娟．大学物理实验教学的现状与教学改革的探究[J]．大学物理实验，2015，6（28）：114-116．

[4]谢幼如，柯清超．网络课程的开发与应用[M]．北京：电子工业出版社，2005：208-211．

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中国分类号：G642.0 文献标识码：A

一、引言

《传感器与检测技术》作为自动化、测控技术与仪器及电子信息工程等专业的专业课程，具有很强的实践性和应用性，同时传感器实验教学是整个教学环节中的一个重要组成部分。长期以来，理论教学重于实验教学的观念根深蒂固，影响了传感器教学的效果，为适应应用型人才培养目标，传统的传感器实验教学迫切需要改革。

二、传感器实验教学中存在的主要问题

1.实验项目验证性多于设计性和综合性

目前，我院使用的传感器实验装置是由浙江天煌提供的型传感器实验箱，所提供的实验项目大多为验证性实验，设计性、综合性的实验内容较少。比如电阻应变式传感器、电感式传感器、电容式传感器、霍尔式传感器、热电阻传感器和光电式传感器等，用来验证传感器的工作原理、被测量与电量之间如何转换；学生通过实验了解传感器的物理效应，比如，电阻应变式传感器，当施加压力时，传感器的电阻发生变化，通过测量电路，转换成电压输出，这样的实验，与实际工程相差甚远。工程中，需要的是传感器的参数、特性和使用方法等，以至于学生没有更多的实践空间，与工程实践脱节严重。

2.实验内容单调

目前，我院使用的传感器实验箱对学生的开放程度比较低，传感器的测量电路学生很少接触到，不涉及或很少涉及传感器的安装、接线和信号处理等，学生只是进行简单的接线，记录实验数据，对实验原理和方法根本不去关心，这种通过实验箱完成的以验证性实验为主的实验方式不利于培养学生实验的积极性和动手能力；有时传感器实验模块出现故障时，学生会比较感兴趣，想拆开看看里面到底是什么结构，经过仔细研究会发现里面的电路比实验本身要有趣得多。而且，大多数实验项目的都是测量压力、位移和温度等，对于振动、转速等不能测量，实验项目比较单一。根据目前培养方案的实验学时分配，实验项目主要集中在压力、位移和温度的测量，比如位移的测量，虽然不同的传感器原理不同，但实验操作步骤及接线相似，对学生动手能力没有提高，限制了学生的创新思维。

3.教学方式单调枯燥

传统的传感器实验教学是注入式的，从实验原理、步骤、实验注意事项，都面面俱到地由老师讲解，然后学生被动地按老师的演示方法进行实验操作。这使学生处于被动的学习状态，甚至有的学生做完后还不知道做这个实验为什么这样做，扼制了学生学习的主观性、创造性，阻碍了学生的全面综合素质的培养，实验效果一般。

4.实验考核手段单一

传统的实验教学中，学生实验成绩是按照实验报告完成情况进行考核，包括实验预习、实验操作步骤、实验结果及数据处理等，存在同学之间互相抄袭的问题，不能够真实反映学生对实验掌握的真实水平。为了激发学生实验的积极性，将实验成绩计入学生的平时成绩，占30%～40%。

三、传感器实验教学改革的应对措施

1.深化传感器实验教学改革，着力培养学生动手能力

根据传感器实验教学存在的问题，对目前的传感器实验教学进行全面改革：从教师的教学观念，到学生的实验的目的等各方面都要认识到传感器实验在传感器教学中的重要性，在实际实验教学中不断培养学生独立的操作动手能力。总体上说，注重引导，使学生普遍对实验重视程度提高，能主动预习准备实验，甚至带着问题进实验室。

2.改革传感器实验教学的内容及方法

（1）实验教学内容的改革

为使学生通过实验，掌握传感器的基本原理，巩固教学内容；在实验教学过程中除了要求学生得出实验数据外，还要求对数据进行处理，包括非线性误差、灵敏度的计算及思考题的分析等。同时，开发设计性实验项目，如电子秤，对电子秤标定时要反复调节差动放大器增益电位器Rw3及零位电位器 Rw4，直至托盘空时电压表显示为0V，200g砝码时显示为0.2V，反复调节最终是可以达到要求。

（2）实验教学方法的改革

在实验教学方法上，要注意因材施教，采用启发式教学方法。实验课前要求学生预习，课上根据具体实验项目的特点，可以不进行演示实验，只简单介绍传感器的结构、原理，注意事项，让学生自己动手操作，发挥主观能动性。教师对学生操作过程中存在的问题进行指导，并对测量结果进行验收。比如在做差动变压器零点残余电压测试实验时，学生调不出来零点残余电压时衔铁对应的位置，这时老师可以提问学生，差动变压器衔铁向两个方向移动，输出电压的大小和相位都是怎么变化的，明白了移动方向不同，相位不同，就能够根据示波器上的波形判断出什么位置时的输出电压是零点残余电压。通过像这个实验一样的实验教学方法改革，我们认识到如果在每次实验指导中都能够采用启发式的方法引导学生，那么学生就能够举一反三，还能激发学生的学习兴趣。

3.改革课程考核方法

学生通过实验不仅能很好理解理论知识，还可以培养学生的动手、创新能力。因此，将实验成绩考核定位在是否理解并灵活应用所学知识以及鼓励创新实践的过程，而不仅仅是结果正确与否。以实验课的上课经验，采用当面验收的方式，通过演示和口头介绍展示实验过程，学生完成实验报告。实验成绩包括学生的实验操作过程、实验数据的测量；同时为了确保实验数据的真实性，要求每组学生提交一份实验数据，由指导教师确认后成绩才有效。

四、传感器实验教学改革效果分析

通过传感器实验教学方法的改革实践，改革的目的就是要让学生感觉到每一个实验都是一次挑战，必须要有充分的准备、细心的操作和灵活的思维。每一次实验的完成，不仅要让学生的实验能力得到充分的训练和提高，更重要的是要激发学生的主观性和创造性。

实践证明：改革传统的教学方法，采用启发式教学法进行实验教学，能很好地激发学生的学习的兴趣，明显提高教学效果。

参考文献：

[1]邓长辉.传感器与检测技术 [M].大连：大连理工大学出版社，2012.

[2]周杏鹏.现代检测技术[M].北京：高等教育出版社，2010.

[3]李晋尧.传感器与检测技术课程教学方法改革[J].教育教学论坛，2012（35）.

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关键词: 独立学院;物理实验;教学改革

Key words: independent college;physics experiment;teaching reform

中图分类号:G64文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)14-0124-02

0引言

物理学是一门以实验为基础的学科,所有物理规律的发现、物理理论的建立,都是在严格的实验基础上总结概括出来的,物理实验它反映了理工科实验的共性和普遍性问题。所以,它不仅应让学生受到严格的、系统的实验技能训练,掌握科学实验的基本知识、方法和技巧,更主要的是要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、分析和解决实际问题的能力,特别是与科学技术的发展相适应的综合能力,虽然在一些院校物理实验已经独立设课,但是教学内容偏旧,范围偏窄,教学方法传统,教学组织不灵活,这与目前独立学院培养应用型人才的要求不适应。

1独立学院大学物理实验教学改革的背景

1.1 独立学院的现状和培养目标独立学院是一种既不同于普通高等教育、又不同于高等职业教育的特殊类型的高等院校,其目标是培养既有一定的理论基础,又具备较强实践能力的高素质应用型人才。独立学院的生源大致可以分为三种:①部分基础比较好的学生,他们学习主动积极,在老师的指导下,能很好的完成学习任务,这部分学生所占比例较少;②有相当一批学生,基础知识薄弱,对抽象理论知识的接受能力、逻辑分析能力、学习的主动性较差,这部分学生占了绝大部分;③有极少数学生,学习兴趣不浓厚,学习信心不足;意志薄弱,自我控制能力较差,学习目的不明确。

1.2 传统大学物理实验教学面临的挑战首先,传统的普通物理实验教学活动,以老师的“教”为中心,教材中对实验的目的、内容、方法、步骤写得明明白白,甚至设计好实验表格及部分数据,由教师准备好实验仪器。总之,一应俱全,学生只需要按部就班就可以了;其次,实验教学中的验证性实验较多,设计性实验较少;单一性的实验多,综合性的实验少,而且传统实验陈旧,很少有现代化的气息[1]。同时,实验考核方法不完善,学生的实验成绩往往以实验报告为主,而忽略了实验过程中学生的实际操作和创新想法。学生只是被动地重复实验步骤,忽略了学生认知过程中的主观能动性,束缚了学生的思想,使学生的实际动手能力和独立思考能力得不到培养,限制了对学生创新精神和创新能力的培养。

2独立学院大学物理实验教学改革的设想

2.1 更新教学观念传统的物理实验项目被分为力、热、电、光等各自独立封闭的状态。往往只是教科书上已有的基本物理规律、定律的简单重复。二十世纪后期,科学技术发展的巨大成就很少能在基础物理实验中得到反映。因此,学生对基础物理实验课越来越感到枯燥无味,严重地阻碍了学生学习的积极性、主动性、创造性以及现代科学思维方法的形成。所以,要树立以“学生发展为中心”的教育理念,把物理实验作为发展学生个性、启迪学生创造性思维、启发学生主动获取知识、培养学生创新能力的最佳环境[2]。教学中要讲科学的概念和规律是怎么产生的?当时科学家为什么要设计这样一个实验?有的实验成果则产生了一个新的科学领域或者一个新的产业,介绍当时的科学技术背景和经济背景。

2.2 改革教学内容根据当今物理学的发展方向和新时代对人才的要求,及时更新教学内容是必要的。而独立学院作为“教学型大学”,主要是为社会培养应用型人才,更加应该注重把当前的新技术、实用性实验技能融入到一些常见的物理实验里。例如,电桥实验强调在工业检测中对高、中、低值电阻测定的条件,尤其是桥式电路在智能仪器仪表、传感仪器中的广泛使用;偏光实验可与制药、食品加工、立体电影的观赏等应用相联系;等厚干涉实验在当今检验表面粗糙程度和细丝直径的应用,特别在精确测量微小位移等方面的重要意义;利用霍尔效应做的磁控开关,检测材料屏蔽的能力,并用其来限位、测距等。可适当涉及部分光谱技术、真空技术、磁共振技术、光电技术、传感器技术、光学信息处理等方面内容,使得实验教学更具有现代的气息,这样能够激发学生对物理实验的兴趣。

我们可以在传统的物理实验基础上,进一步精减、精选一部分经典的物理实验,根据不同专业教学目的的侧重点不同,可把普通物理实验按基本型实验、提高型实验、开放设计型实验三大模块进行建设。打破固定的教学时间、固定的教学地点、固定的教学班级,分层次教学,因材施教。基本型实验,主要为基本物理量的测量、基本实验仪器的使用、基本实验技能的训练和基本测量方法与误差分析等,涉及到力、热、电、光、近代和物理各个学科,为普及性实验。提高型实验,根据学院专业体系的不同,结合不同专业课程特点,开设适合不同专业学生的实验项目和内容。譬如,电子类专业可开设示波器实验;再例如惠斯登电桥可以测量电阻、电容、电感、温度、频率、及压力等许多物理量,同时也可应用在自动控制技术中,要向工程技术领域延伸,加强专业、职业素质培养。开放设计型实验,学生在教师指导下,自己设计方案来完成实验,从而培养学生的综合思维和创造能力。学生通过做设计实验,从成功与失败中受到训练,得到素质的提高[3]。

2.3 改革教学手段、实验模式在传统的物理实验教学中,实验一般都是实行大循环,不可避免地出现理论和实验不同步的现象,由于受到实验课学时的限制,不能在课堂中详细讲解实验原理和推导过程,而独立学院的学生基础较差,所以可引用计算机多媒体技术,将一部分实验做成多媒体课件,并在课件中插入一些在黑板上比较难画的图,仪器全貌,或部分实验的动态演示过程,能够帮助学生更深入地理解实验原理。

大学物理实验这门课程中所开设的实验内容,都是教学大纲或者教材规定了实验步骤、实验方法。学生大部分都是被动跟着教材或者教师规定的程序来做实验。所以,将一些已知的实验步骤有意去掉,留给学生一定的思维空间,突出重点内容,其余则点到为止。启发学生去思考和研究实验方法,鼓励学生自己设计实验方案,探索实验步骤,寻找实验结论从而完成实验,培养他们的创新能力、实验动手能力和综合能力。

3物理实验考核方法改革

改进实验考核方法,旨在提高教与学两方面的积极性,现有的物理实验考核大都由两大部分构成,即平时成绩与实验成绩,平时成绩包括实验报告和出勤率以及实验课堂上的表现。实验课程考核的内容,主要包括学生对实验原理、实验方法、操作过程、数据处理方法等的掌握。针对有些学生在做完物理实验以后进行专业课实验时,发生连基本物理仪器都不会使用的尴尬情况的现象,我们同时也应加强对成绩考核的管理。所以,实验成绩应由两部分构成:平时实验成绩和期末考试成绩。为了进一步保证实验课的教学质量,提高学生的动手操作能力,培养学生创新意识。对学生的期末考试应采用了操作考核的方法。实验操作,可采用抽签的方式,让学生独立完成本学期的一个实验项目。而答题可以有书面形式和面试两种,考核内容涉及误差理论、实验技术以及创新能力等方面。这样在判定学生实验成绩时,避免了单一凭借学生的实验报告完成情况,而忽视学生对知识的真正掌握。

4结语

独立院校学生大多理论基础薄弱,根据学生自身特点,更新教学观念,改革教学内容和和手段,在物理实验教学中采用启发式,互动式,探究式的教学模式,充分调整学生的认知情绪,使学生由被动变为主动,这才是我们走出独立学院物理实验教学困境的最好方法。

参考文献:

篇（6）

中图分类号：G424 文献标识码：A

《大学物理实验》和《大学物理》两门课程具有同等的重要地位。物理实验课将使学生得到系统实验方法和实验技能的训练，了解科学实验的主要过程和基本方法，为日后的科学实验活动奠定初步基础。①可是，学生对实验并没有给予足够的重视。笔者对该问题进行分析，总结其原因，提出实验课教学的几点看法。

1 学生对实验没有兴趣的原因分析

1.1 学生的兴趣习惯养成

在中学，由于物理不是主科，课时很少，尤其是在高一阶段，力学分析本身就难，可是每周只有两三节课上物理，可以说每上一节课时前面讲了什么都忘光了，老师上课既要做好复习又要追赶教学进度，每节课对老师来说那是相当的金贵，为了高考，做实验的机会就很少了（因为做实验不如讲实验见效快），本来学生很喜欢物理，但经过一年的高中学习感觉物理越来越难学了，这样就导致学生惧怕物理，动手能力当然得不到锻炼。中学的学习是凭自己的感觉、兴趣学习或被强迫学习。进入大学后缺少老师、家长的强迫，自己就不知所措了，迷茫了，没有养成良好的学习习惯，缺少学习动力。大一、大二的学生还没有完全适应大学的学习生活，还处在中学生思维习惯中。体现在上课注意力不集中，老师讲实验原理、电路连接技巧、数据处理及注意事项时，学生在下面并没有认真地听，动手做实验时出现了许多问题。

1.2 大学物理与中学物理教学的衔接

中学物理重点介绍了经典物理学的基本概念和基本规律，并对近代物理学的基本思想进行了简单介绍，同时对教材内容进行模块化处理，方便学生进行选择。②由于中学物理模块化处理，学生的学到的知识是不完整的，不同地方的学校选学的内容是不一样的（高中教材选修3-3、3-4、3-5高考只要求选其一），做过的实验也不一样，有的实验条件好的学校做的实验多些，有的学校则很少做实验，为了高考也只好讲实验。这样一来，有的学生没学到热学、光学，有的没学到振动和波、有的没学到动量和近代物理知识。

在中学，自习老师去辅导，有问题能及时得到解决，中学的老师更贴近学生的学习生活。进入大学之后物理学习更偏向抽象推导，依托强大的数学工具可以将研究进行得更深入也更精确。在大学，老师对物理概念讲解多，课堂知识密度大，低年级的学生很不适应，他们更留恋高中的学习生活。由于这些衔接问题，导致实验时，在理解实验原理上感到困难，对实验的重要性认识不够，缺少基本的实验操作技能，有的甚至连接简单的线路都不会，只能是依葫芦画瓢的完成实验报告。

1.3 大学物理实验和大学物理两门课程的衔接

物理实验从原来的物理课程中分离出来，形成了一门独立的课程后，教学时间安排上与大学物理不同步，大一下学期开始上实验课，力、热、电、光、近代物理各方面实验全有。大学物理还没讲到的知识可能在大学物理实验中就要用到，所以在做实验时难免会遇到些新知识、新概念，这样，老师讲的就显得多了，有点不像实验课，这也导致学生对实验课的不适应，加大了学生的认知难度，实验时困难重重。

1.4 现在的大学生有相当一部分是在混学历

这些没有明确的学习目标、没有责任感、没有一个远大的理想的人不知道自己应该怎样度过大学时光，当然对学习知识不会产生兴趣。

2 实验课教学改进的几点思考

2.1 兴趣是最好的老师，大学物理实验也要激发学生的学习兴趣

（1）通过联系生活实际，将本实验的重要性告诉学生，可以激发学习兴趣。教师在备课时应关注实验在实际中的应用。如《用箱式电位差计测量热电偶的温差电动势》可以告诉学生我们家里用的燃气灶有的电磁阀就是用温差电动势原理控制燃气、及时报警的，简单地讲一下其工作原理；《RLC串联电路的暂态过程研究》可以联系供电设备中实际电路。当电源接通或断开后的“瞬间”，这时电路中的电流或电压可能出现过电压或过电流的现象，如果不预先考虑到暂态过程中的过渡现象，电路元件便有损伤甚至毁坏的危险。另一方面，通过暂态过程的研究，还可以控制和利用过渡现象，如提高过渡的速度，可以获得高电压、大电流，起到延时等作用；《全息照相》可以加进白光再现拍照，介绍生活中的全息防伪标识原理；《调相型磁通门实验》可以介绍磁通门测磁法在第二次世界大战中被应用于探雷、探潜等方面，战后被广泛应用到地磁研究、地震预报研究等等。这样通过联系生活实际进行教学会收到好的效果的。

（2）实验课上要精讲，多给学生操作和思考的时间培养兴趣。我们老师要弄清学生做这个实验的目的是什么，讲解重点是什么。如《三线扭摆测转动惯量》实验目的是掌握测量原理和方法，训练不确定度的计算，那公式的推导就不必细讲， 不要占用学生那么多的时间。如果老师还像教小学生那样手把手地教怎么做实验、怎么算不确定度，学生只是模仿重复，学生是不会被激发兴趣的。吃人家嚼过的馍不香，学生的兴趣是在动手动脑中培养起来的。

2.2 注重大学物理与中学物理知识的衔接，降低难度

大学物理与中学物理教学的衔接，是高校物理教师在大学低年级教学时必须面对的问题。但很多老师更多关注大学范围的物理专题研究，而能够深入了解中学物理教学内容的不多，对二者的衔接问题研究则更少。③如果我们多一些关注中学物理教学内容，是可以将二者的衔接问题处理好的。如《霍尔效应及其应用》实验原理讲解时洛伦兹力的方向就可以用学生熟悉的左手定则加安培定则来判断；《电表的改装及其校准》《光电效应测普朗克常量》《受迫振动的研究》《惠斯通电桥测电阻》《示波器的使用》等的实验可以多回顾中学做的实验的原理，让学生感觉到大学物理与中学物理知识的衔接点及不同点。

2.3 课上多些探讨，多些互动

大学物理实验的目的要求我们能发现、提出、解决问题，提升实验能力。《用电子式冲击电流计测互感》读数不费时，可以在电路连接上下文章，搞点小动作，如设置一条导线断路等；《迈克尔逊干涉仪的调节和使用》、《分光仪的调节使用》《示波器的使用》可以搞个小竞赛看谁先按要求调试成功，分出等级。这样让大家讨论互动，课堂也就不会死板，还能锻炼学生的动手动脑能力，解决一些实际问题。

注释

篇（7）

中图分类号： G4 文献标识码：A

基金项目：本文系郑州轻工业学院校级基金项目资助（2014XJJ009）

大学物理实验课是工科院校一门非常重要的实践课程。随着时代的进步，面对新时代的大学生，传统的实验教学方法受到空前的挑战，本文主要介绍课题组近几年来针对目前大学物理实验教学中存在的几个问题，实践教学改革获得的一些经验。

一、教学中存在的问题

根据本校学生上实验课情况并结合一些调查结果[1]，发现当前大学物理实验课教学中存在着如下几个问题：

1.学习积极性不高，预习效果较差；

本校实验课上课环节包括课前检查预习，但通过检查发现20位学生中真正做预习者寥寥无几，预习部分书写混乱，预习思考题答案几乎雷同，在课堂讲解提问时，学生能回答出问题者也很少。

2.实验课中缺乏思考， 难以自主获取知识；

这一问题主要表现在课堂上实验操作环节，学生碰到困难时不能积极主动阅读教材解决问题，而一味让老师讲解或问同学，其实教材对实验步骤的描述很清楚，只需认真阅读，实际操作便可完成，但多数学生不愿意动脑筋，缺乏努力探索精神。

3.实验报告抄袭现象严重。

数据处理是大学物理实验教学中一个重要环节，通过数据处理可以培养学生一丝不苟的科研态度和处理问题的能力。但在教学实践中发现由于实验数据繁杂，处理数据中误差分析要求较高，所以有一大部分学生不愿意静下心来花时间处理数据，致使出现严重的数据抄袭现象。

二、原因分析

1.传统教学模式陈旧

传统大学物理实验课，一般分为原理讲解、操作演示、学生操作和教师辅导几个部分。针对当前的大学生，这种方式可能在第一次上实验课时还比较新鲜，但整个学期每次实验课都如此重复，学生会感到乏味。此种课堂教学方法已经不能满足现代大学生的思维模式，达不到培养学生动手能力，培养学生实践探索精神的要求。

2.数据处理冗繁

每次实验课结束都会留数据处理这一项作业，由于实验数据比较多，处理时，不仅需要计算还需要作图，人工计算，手绘各种关系曲线图费时费力，而且容易出错。学生不愿意花时间和精力进行繁杂的数据处理，致使大部分学生选择在课前抄袭。

三、教学探索

基于目前大学物理实验教学中存在的诸多问题，提出几项适合大学物理实验课的改革措施。

1.因实验内容施教

在本校，大学物理实验课项目包括力学、热学、电学和光学几类实验[2]。一般光学实验比较难，其它电学和力学的实验相对简单。在教学中，根据实验的难易程度，采用不同的课堂教学模式，如转动惯量的测量、金属比热容的测量、霍尔效应及应用这些原理和操作都很简单的实验，课堂上教师就不做主要讲解和演示，让学生分组讨论后自己动手操作，期间如果有问题教师再及时辅导补充。但对于分光计的调整和使用实验、迈克尔孙干涉仪的调整和使用实验以及多用电表的设计与制作等操作较难的实验，在课堂上，教师首先让学生分组讨论然后讲解演示实验。

2.因学生层次施教

针对班内学生理论基础差异和动手能力差异实行不同的教学模式，在课堂上，首先根据学生情况分组，然后让每组中实验能力强的学生带动基础差、动手能力差的学生从理论到操作进行讨论、分析30分钟。目的是通过讨论调动每一位学生的学习积极性，通过争辩，学生可以尽量把实验搞懂。预习过后，推选其中理解透彻的学生给大家讲解，学生自己讲实验，对于学生来说更有亲和力、吸引力。

3.引入计算机技术进行数据处理

数据处理是实验中一项重要工作，会包括平均值计算、标准偏差计算、拟合方程和作图等工作。实验中会测量出大量数据，学生如果手工进行这项工作既麻烦又容易出错。现在学生几乎每个人都有电脑，并且也开设了相应的计算机课程，学生习惯于使用计算机处理一些事务。而计算机的一些软件如Excell、origin和Matlab等在处理数据方面非常便捷，具有明显优势。

基于此，本课题组教师在实验数据处理部分，根据实验数据的特点引导学生应用不同的软件进行数据处理，如转动惯量实验，本课题组要求学生通过Excell软件做表格，只需在Excell表格中，按照表格的模式修改成相应的形状然后复制在word中就可以了，另外可以直接通过Excell计算平均值或求和。

热导率的测量实验数据处理中，有一项要求学生利用T-t数据组绘制散热盘的冷却曲线（T～s曲线），实验中引导学生用origin做关系曲线如图1所示，通过使用origin软件，学生不仅可以正确处理数据还可以学会一种绘图软件。

图1 散热盘冷却曲线

电子逸出功测量实验中需要测量的数据较多，处理计算量大。如果利用Matlab优越的计算和作图性能，将简化实验处理的工作量并提高数据处理的科学性。考虑到学生年级较低计算机编程能力较差，实验中教师将编写好的Matlab代码给学生让回去进行数据处理。

四、结论

随着时代的进步，大学物理实验教学也面临诸多挑战，面对不同的实验内容，不同层次的学生，如果都采用一种教学模式进行教学自然不会收到很好的教学效果，另外，实验数据处理还采用传统处理方法，势必学生会感到困难、烦躁并且准确率不高。本课题组在调查研究基础上采取相应的教学措施，活跃了课堂气氛，调动了学生学习积极性，并且让学生将物理实验与计算机技术结合起来。培养了学生分析问题解决问题的能力，同时能促进学生计算机水平的提高。

篇（8）

中图分类号：TM933.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）20-0038-02

1. 试验背景

随着经济的飞速发展，山西省各类非线性负荷工业用户用电量与日俱增。电铁、电炉、电石、电冶等用户数量十分庞大，这些用电大户的电能计量准确性关系重大，对山西电网的线损影响也十分明显。输电及配电系统设计是在固定频率的正弦电压和电流波形下进行的。大量的非线性负荷（包括谐波负荷、冲击负荷、非稳定负荷等）会产生较大的谐波注入电网。其工作时会产生谐波及冲击电流，造成电网的电流、电压发生畸变，严重时会影响电网的安全和计量的准确性。特别是一些突变负荷和倒送负荷，会产生强大的谐波注入电网，对电网电能计量的准确性造成很大的干扰。

由于大功率整流、逆变、变频技术在电气化铁路、炼钢厂、电解铝、化工厂中得到普遍应用，使得电网中存在谐波成分、还有一些突变负荷和倒送负荷不仅对供电系统造成污染，对电力设备、通信线路等构成直接危害。更主要是影响电网和其他用户的电能计量数据的准确性。为此有必要研究在谐波影响下的电能计量方式，选用合适的、高精度电能表，以确保电能计量准确，保障电力营运企业的经营效益。

目前电网关口电能表多采用 A/D采样原理电能表（对电能量进行非实时的采样后进行数字运算），L厂家电能表采用TDM时分割乘法器硬件对电能量进行实时测量，在谐波计量方面具有一定优势。2013年8月开始，省计量中心对4块该厂家谐波电能表，0.2 S级、57.7 V、3× 5（A）进行试验室检定和现场选点挂网试运行。

试验点为赵家山220KV赵钢II回，永安220KV永铁I回，官堡220KV东牵I回线，海落湾220KV海测线等四条线路进行现场挂网运行试验。

2.时分割乘法器与A/D乘法器原理对比

电气化铁路的牵引负荷具和工业电炉有间断性，并有短时过负荷的特点。电铁谐波的大小与机车类型、牵引站主变压器接线方式和牵引负荷等有关。我们知道，谐波对电力系统的影响是过大的高次谐波流入电气设备会造成过负荷、过热等现象。对于利用电压波形进行控制的设备，以及仪器仪表的计量等会引起误控。而电铁和工业电炉产生的谐波就具有含量大、分量多（ 3，5，7等奇次波均有）等特点。

TDM时分割乘法器硬件电能表是对电能量进行直接的、实时的测量；而“A/D”采样原理软件电表则是对电能量进行非实时的采样后进行数字运算。

TDM时分割乘法器硬件电能表配备TDM乘法器和V/F转换器，构架于ARM微处理器操作系统，处理速度比A/D软件乘法器快。

3.现场试验

3.1 试验对象

非线性负荷工业用户用电量与日俱增。这些用电大户的电能计量准确性关系重大，对山西电网的线损影响也十分明显。电气化铁路采用整流器式电气机车，机车上整流装置在换相过程中产生电流电压的畸变，因而造成谐波电流在牵引网中流通，同时也流入了输电网络中。而冶炼用户广泛使用中、高频炉，同样产生大量谐波功率注入电网。因此，省计量中心的比对实验就是要让供电企业采用准确、可靠的计量技术，尽量减少这些非线性负荷对电能计量的影响和损失。

选择受钢铁厂、铁路牵引变谐波污染严重的计量点进行挂网试验。

试验点为赵家山220KV赵钢II回，永安220KV永铁I回，官堡220KV东牵I回线，海落湾220KV海测线等四条线路进行现场挂网运行试验。

其中试验计量点的具体信息如表1：

3.2 试验方法

采用L厂家表计与原表计并列运行，接入厂站电量采集系统，定期读取电量数据，进行实负荷计量对比试验。

在实验起止时间段内，被试表与原安装表进行电量直接比较，即：

3.3 试验工作

3.3.1 试验用表的选择、采购

谐波对计量方式影响及处理研究选择 “TDM时分割乘法器”原理硬件电能表作为试验用电能表。具体要求为：

（1）采用能对谐波及非线性负荷电能进行直接、实时、准确计量的硬件原理，其硬件计量原理应基于热偶乘法器、霍尔效应乘法器、跨导乘法器及TDM时分割乘法器。

（2）为保证电能计量采样处理速度，杜绝多点人为误差修正，要求如下：a.规程规定的任一电流测试点，三个分相的有功计量误差平均值与合相误差值不得超过±0.03%；b.电能表误差的影响量测试应按照60%内控执行。（例如：有功电能计量逆相序影响试验，国标允许误差为±0.05%；则60%内控为±0.03%。）

（3）能够独立显示基波、谐波电量。

3.3.2 对选定的试验计量点直接与原计量表计进行运行比对试验，这样既保证了试验计量点正常的电费结算，又满足试验前后线损的计算比对，更多的提供了试验对象的多样性。

3.3.3 电能表实验室检定和现场测试所有试验用电能表均经过实验室检定合格，在现场运行时，所有电能表也定期进行现场测试和检定，保证所有比对试验数据的准确和可靠。

3.3.4 现场抄表和数据收集工作试验点投入运行后，各配合单位均派专人按时对试验数据进行抄读和定期进行现场检测。

3.3.5 数据整理和分析课题组定期进行现场分析会，及时对数据进行分析，排查可疑数据，发现问题及时进行调查处理，使现场试验工作顺利进行。

3.4 试验数据及分析

3.4.1 赵家山220KV变电站赵钢2线与L厂家试验表电量对比（见表2）

3.4.2 永安220KV变电站永铁1回与L厂家试验表电量对比（见表3）

3.4.3 海落湾220KV变电站海测线与L厂家试验表电量对比（见表4）

3.4.4 官堡220KV变电站东牵1线与L厂家试验表电量对比（见表5）

3.5 结果分析

3.5.1 赵家山站原表为斯伦贝谢Q1000关口电能表，与实验表原理相同，计量电量差值较小，但仍比原表多记电量；

3.5.2 忻州永安站（威胜）、阳泉海落湾站（浩宁达）、大同官保站（华立）均为采用A/D采样原理普通电能表，由以上数据分析可知，普通表受谐波干扰影响较大，平均比实验表少计电量1.64%。

4.电量数据分析

本课题试验结果证明：采用 TDM时分割乘法器原理硬件的电能表，对非线性性负荷和谐波负荷进行电能计量，比 A/D电能表计量更精确。

比对试验结果证明，

以忻州永安站永铁I回为例：该线路一年的用电量约为6059万kWh，采用TDM时分割乘法器原理的硬件电能表，按减少计量误差1.64%计算，相比采用A/D采样原理普通电能表每年可减少电量损失99.37万kWh，按电铁综合电价0.718元/kWh计算，可为供电企业挽回经济损失约71.35万元。

在炼钢类企业用户电表比对中，采用 TDM时分割乘法器原理硬件的电能表与Q1000基波谐波表计量精度相同。

5.研究结论

（1）“时分割乘法器硬件原理”电能表与原安装电能表比较有以下优点：

1）电能误差受负荷变化、谐波等的影响小，线损率波动减小。

2）在所有试验计量点，“时分割乘法器硬件原理”电能表普遍比其他原理的电能表计量更准确，有效地降低了线损、减小了线损波动。

3）在实验室条件检测，“时分割乘法器硬件原理”电能表误差检测数据亦明显好于A/D采样原理软件电表；这从另一个侧面证实了“时分割乘法器硬件原理”电能表能够有效消除标准源波形失真度的影响。

（2）现场试验分析结论

本实验经过长时间现场运行试验数据减小了试验结果的随机性，通过一段时间的现场运行试验，不同负荷性质用户试验点的试验结果达到了预期目标，试验数据说明了研究结论的正确性。验证了在非线性负荷及谐波负荷工况下，“TDM时分割乘法器原理”硬件电能表是减少非线性、谐波负荷对电能计量干扰有效的方法。

参考文献

篇（9）

中图分类号：G642.0 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2015）16-0118-03

同志曾指出：“创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。”创新的主体是人才，人才的培养靠教育。唯有积极主动地实施创新教育，才能培养出具有创新精神和实践能力的高素质人才。创新教育就是以培养人们创新精神和创新能力为基本价值取向的教育。

《教育部关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见》（教高〔2007〕2号）和《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010―2020年）》都强调，要着力提高学生的学习能力、实践能力、创新能力。教育部、卫生部2012年5月联合的《关于实施临床医学教育综合改革的若干意见》（教高〔2012〕6号）中指出，更新教育教学观念，改革教学内容、教学方法与课程体系，创新教育教学和评价考核方法，推进以学生自主学习为导向的教学方法改革，完善以能力为导向的形成性与终结性相结合的评定体系。其根本目的是培养适应国家医学创新和国际竞争需要的高水平的复合型创新人才。

在创新教育视角下生物医学工程专业医用物理学的教学目标：不仅使学生掌握学习专业课程所必需的医用物理学基本理论、基本知识、基本技能，而且帮助学生树立正确的科学观念，启迪学生的创新思维，训练学生掌握科学的思维方法，提高学生发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的能力及创新能力。医用物理学是生物医学工程专业重要的基础课程之一，该课程的教学改革对该专业学生创新能力的培养至关重要。但由于学生对该课程不够重视，学习兴趣不高，再加上各章节之间联系不大，学生普遍反映很难学；而且学生刚刚进入大学不久就开始学习该课程，难以适应课程学习要求。如何在创新教育视角下搞好该课程的教学改革，就成为要不断探讨的重要课题。

1 更新教学内容、丰富教学资源

教学内容的更新与教学资源的丰富是教学改革最基本、最重要的途径之一，也是创新教育的基础与前提。传统的教学资源就是教师手中的几本书，非常匮乏。

教材建设 在创新教育视角下，对原有教材内容不断进行优化、重组、更新，多次修订出版《医学物理学》和《医用物理学》。这些教材适当降低了对高等数学的要求，删除了与医学联系不紧密的内容，精选了物理与医学结合的案列，压缩了篇幅；充分考虑到了教材的实用性、科学性、先进性和前沿性；重点阐述物理学的基本思想、概念、原理和方法，加强基础理论和基本知识在医学上的应用，克服了理论化、公式化等枯燥乏味、繁琐的内容[1]，让学生在学习过程中真正体会到学有所用，更有利于学生自主学习。

将物理学史、医学史引入教材 在创新教育视角下，在传授物理知识的同时，特别注重物理思想和物理方法的介绍，其特色是“溯源通今”，将物理学史、医学史引入教材。在每一章后面介绍与本章内容有关的物理、医学、生命科学等诺贝尔奖获得者的成长经历及重大理论发现的经过或相关的新概念、新方法及新技术应用等，帮助学生树立正确的科学发展观，培养创新思维，提高综合素质及独立分析问题、解决问题的能力。通过问卷调查发现，学生普遍对改革后的教材反映良好。特别是每章后面的阅读材料，对学生来说，极大地开拓了视野，丰富了知识，提高了学习兴趣[1]，激励了他们奋发向上、永攀高峰的信心和斗志。

将教研、科研成果充实教学内容 在创新教育视角下，将教研、科研成果及时充实到教学内容中，使教学与学科前沿相结合，从而形成科研促进教学的良性发展。出版适合PBL教学、案例式教学、任务型教学的《医用物理学》《医学物理学实验》等教材。在教学过程中，确保将最新的知识和信息传递给学生，根据医学中出现的新技术、新方法和医学生实际需要及时调整教学内容，拓展教育途径，促进教学质量和教学效率的不断提高。制作多媒体教学课件及建立网上教学资源库等，构建以纸质教材、电子教案和网络课程等为一体的立体化教材体系，极大地丰富了教学资源。

2 创新教学方法，丰富教学手段

在创新教育视角下，在转变教学思想，更新教育观念和教学内容的同时，还必须进行教学方法的有效改革，才能更好地发挥育人功能。传统单一的教学方法是以教师讲授为主的“填鸭式”教学，即以教师为中心、以课堂为中心、以教材为中心。传统的教学手段是一张嘴、一块黑板、几支粉笔、几张挂图，学生只能被动接受知识，导致学生缺乏学习主动性与自主性，缺乏发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的能力，缺乏创新意识与创新能力。

运用多种教学方法 在创新教育视角下，教学过程因材施教，提倡以学生为中心、以教师为主导的教学模式[2]，如启发式、讨论式、提问式、PBL、CBL、基于项目的探究性学习模式、医学模拟教学等。这些教学方法有利于培养学生独立分析问题、解决问题的能力以及创新能力，真正达到“授人以渔”的教学目的，真正做到让学生不仅是“学会”，更重要的是“会学、乐学”，实现“要我学”向“我要学”的转化。

多种教学手段并存 在创新教育视角下，合理而有效地使用计算机多媒体辅助教学，做到多媒体辅助教学与传统教学手段的有机结合。通过PPT将各种声音、图像、视频等多种资料应用到教学中，使得教学内容富多彩，在一定程度上增强了学生听课的兴趣，提高学生学习的主动性，也增强了互动性，从而能够达到教学效果的最优化。还部分地开展了双语教学的尝试，教师的教案、讲稿及多媒体课件中的各级标题、专业名词等均采用中英文对照形式，讲授时以英文形式读写。通过双语教学，促进师生学习英语的积极性，提高学生阅读专业英文文献和技术资料的兴趣和能力，从而提高学生专业英语水平。构建讲授法、启发式、讨论式、PBL、CBL和基于项目的探究性学习模式、医学模拟教学等多种教学方法并存，融计算机多媒体辅助教学、双语教学为一体的适应21世纪人才培养需要的新型教学模式。

3 改革实验教学，提高创新能力

传统的医用物理学实验存在内容陈旧、教学模式单一、方法简单等问题，而且医学特色不突出，过分强调本课程的系统性、完整性，忽视整体培养目标。这在很大程度上束缚了学生学习的主动性和创造性，不利于学生创新能力的培养。

改进实验内容 在创新教育视角下，组织教师每年编辑修订《医用物理学实验》讲义，使之更贴近医学实际：1）充分利用现有实验仪器和设备对原有实验进行改革，如非正常眼的模拟与矫正实验；2）减少过时的内容，增加新的生物信息测量技术内容，如生物机能实验系统的原理与应用、心电图机的性能测定、霍尔效应医用换能器原理与实验等；3）增加综合性实验和设计性实验的比例，进行创新性实验的尝试等，注重学生实践能力和创新能力的培养。并通过实验室开放，让学生多做实验，进一步培养学生的综合应用能力、创新思维和创新能力。

改革实验教学方法与手段 在创新教育视角下，在更新实验教学内容的基础上，又进行教学方法改革的尝试，将国际上流行的任务型教学模式（Task-based teaching，TBT）引入医用物理实验教学中，打破传统的实验教学模式，而代之以“设计任务―明确任务―完成任务―评价任务”[3]模式，采用多媒体技术和黑板板书、示教相结合的教学手段，从而培养学生提出问题、独立分析问题、解决问题及创新的能力。构建内容与医学实际联系紧密，采用国际上流行的任务型教学法和多样化教学手段，提高学生的综合素质和培养学生动手能力和创新能力的新型物理实验教学体系。充分发挥医用物理学实验课在提高生物医学工程专业学生自然科学素质、激发创新意识、培养创新精神、启迪创新思维和提高创新能力方面的重要作用[3]。

4 改革评价体系，发挥导向作用

传统的考核方式是单一的期末闭卷考试，注重对学生学习结果的评价，缺少对学生学习过程的监控，考核内容侧重于基本知识的记忆、理解，缺少反映知识的运用能力、创新能力的综合性、提高性题目，不利于学生分析问题、解决问题能力和创新能力的培养。

物理学课程考核评价体系 在创新教育视角下，按照医学生创新能力培养的要求，在对教学效果的评价中，突破传统的单纯期末闭卷考核的方法，采用开卷和闭卷相结合，加强对学生学习过程的监控，构建知识评价与能力评价相结合、形成性评估和终结性评估相结合的多元化评价体系，使评价内容多元化、评价方式多样化。课程考核分为理论考核、实验考核和平时考核三部分：理论考核占70%，着眼于考查学生的综合分析能力和解决问题的能力，并实行教考分离，期末由教务处统一组织；实验考核占20%，其中实验报告占10%，操作考试占10%，操作考试由教研室在课程学习结束后安排；平时考评占10%，包括上课考勤、课程作业（平时作业和写小论文）、课堂测验、抽查提问等。

PBL等教学模式教学考核评价体系 在创新教育视角下，在PBL、CBL、基于项目的探究性学习模式、医学模拟教学及任务型教学模式教学评价中，采用有效评估标准进行。在以上模式的教学活动中，学生通过演讲报告会以PPT课件，或者通过小型展览会以书面报告形式来展示他们的学习收获与体会；评价主体上采用学生自评与互评、教师评价相结合；教学活动之前、教学活动过程中、教学活动结束后分别采用诊断性评价、形成性评价、终结性评价；评价内容上尽可能地将知识与能力、过程与方法、情感态度与价值观目标纳入评价体系中，形成评价主体、评价方式及评价内容等多元化评价体系。经过几年的实践证明， 实施多元化评价较为客观、全面地反映学生对本门课程的学习情况，充分发挥教学评价体系的导向和激励作用，促进学生全面综合发展，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力及创新能力，提高教育教学质量。

5 结论

创新教育视角下对生物医学工程专业医用物理学课程在教学内容、教学模式、实验教学、评价体系等方面进行改革，通过课后访谈和问卷调查发现，效果良好。学生感到医用物理学不再枯燥无味，而是非常有趣，与身边的生活和医学现象都密切相关[1]；医用物理学课程不仅是生物医学工程专业学生学习后继专业课程的基础，而且对启迪学生的创新思维，训练学生掌握科学的思维方法，提高学生发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的能力及创新能力起着至关重要的作用。目前，潍坊医学院医用物理学课程已成为深受学生欢迎和喜爱的、在全院有较高知名度的校级精品课程。

参考文献

[1]张婷，陈涛，王光昶，等.《医用物理学》课程教学改革的实践探索[J].中国医学物理学杂志，2012，29（5）：3512-3714.