高超声速风洞虚拟仿真实验教学项目设计与实现

采用项目法开展虚拟仿真实验教学是推进现代信息技术融入实验教学、拓展实验教学内容广度和深度、延伸实验教学时间和空间、提升实验教学质量和水平的重要举措。为此,设计了高超声速风洞虚拟仿真实验教学项目,开发了高超声速风洞原理及结构设计、高超声速风洞操作流程以及高超声速风洞气动及流场环境虚拟仿真实验3个模块内容,让学生充分掌握高超声速空气动力学基本知识及原理,认识高超声速空气动力学常用的风洞实验设备工作原理及设计流程,了解高超声速典型气动外形气动力及流场随飞行高度、马赫数、模型姿态角的演化特性,探索建设实验空气动力学教学基础实验平台新途径。该项目以解决实际问题为导向,结合课堂讲授理论知识,在虚拟环境条件下开展高超声速气动及流场测量实验,推进现代信息技术融入高超声速实验教学。     

测量声速的直接方法

运用渡越时间法,由一低廉电路与一示波器,便可直接测量声速。这种方法的即时性使它能作空气及各种气体中声速的简单明了的演示。课堂演示及实验室实验均可使用。     

巧用信息技术 助益实验教学

新课程标准强调要有效利用现代信息技术提高物理教学水平。本文从信息技术的模拟演示功能、摄像与影像处理功能、测量功能等角度出发,探讨了在中学物理实验教学中应用信息技术的方法和技巧,助益中学物理实验教学。     

“驻波”演示实验的定量改进与应用

针对传统"驻波"演示实验比较复杂及效果不理想等缺点.提出用信号发生器提供声源、用PC机检测声音强度的定量方法,并将水改进为易于控制的活塞,提高了演示的效果与推广价值,最后介绍"驻波"法测量声速的原理。     

傅科摆实验的改进

介绍一种傅科摆模拟演示装置及对传统傅科摆实验测量方法的改进．该装置体积小,结构简单,演示时间短;传统傅科摆用测一定时间内偏转角度的方法,为方便测量,使用测偏转360度所需时间的研究方法．这样可以实现课堂的教学演示,并提高了实验精确度,有助于物理实验教学的研究,是教师演示和学生学习傅科摆的有力助手．     

可视化教学手段在物理实验教学中应用

根据脑科学的“双重编码”理论，可视化是一种发挥大脑视觉认知能力与空间计算能力的思维系统。在物理实验教学中应用物理演示实验、摄像同步教学的可视化教学手段，探讨可视化在物理实验教学中的效果。在教学实践中以声速测量实验为例开展研究，对周四上课学生采用演示实验和摄像同步教学，利用问题前测后测的方式反馈实验效果，并在实验后进行问卷调查；对周一上课学生未采用可视化教学手段，按照常规上课。从前测与后测问题反馈情况和学生调查问卷统计情况以及对照组实验最终成绩差异可以看出，合理使用可视化教学手段能促进物理实验教学效果，并得到学生普遍认可，表明这种可视化教学手段具有推广意义。     

声速测量远程实验设计

利用实验室大学物理实验中的声速测量仪,结合实验室远程实验控制平台,设计了声速测量远程实验。该实验项目采用usb-over-network技术、Wi-Fi技术进行实验仪器与远程实验控制平台通信,可实现声速测量实验仪器的远程监控,具有导出实验数据及图片并保存至本地计算机的功能。测试表明,可以在任何有网络的地方完成声速测量实验的操作,且实验效果好。该实验既可用于实验教学,也可用于相关研究。     

信息技术与生物学实验教学的整合

为了探究信息技术与生物学实验教学的整合问题,本文主要采用了文献法、案例分析法,结合具体的教学案例,从演示性实验、模拟性实验和探究性实验三个方面来论述信息技术与生物学实验教学的整合途径。现代信息技术能够提供丰富的资源和便利的交流环境,它在中学生物学实验教学中的作用也越来越显著。     

虚实一体的原子力显微镜实验系统

研究开发了虚实一体的原子力显微镜实验系统,由AFM原理演示及模拟扫描软件系统、AFM模拟演示探头系统和AFM实验仪器装置等部分组成。开展了AFM实验背景的介绍、相关原理的仿真演示、AFM操作的模拟训练、AFM模拟扫描成像实验数据的测量及相关的实验研究。实现了对学生进行创新思维、操作技能、知识整合等各种层次的训练,并建立了"回顾历史、触摸现在、遇见未来"的四维空间物理实验教学模式,具有低成本、多功能和高效率等特点。该虚实一体的AFM实验系统已在我校得到很好的推广与应用。     

基于单片机仿真的雷达实验教学系统开发

由于现代航海雷达的发射机、接收机和天线都集中安装在桅杆部位的集成环境中,内有高压电源,在教学中虽然可进行雷达功能演示,但不易进行各关键原理信号的测量和教学演示。为优化雷达实验教学环境和提高实验教学效果,开发了以单片机为核心的雷达信号发生器,研制了基于单片机的雷达实验教学系统。此系统实现了雷达触发脉冲、方位信号、船首信号、视频信号的产生、测试和演示,在雷达收发机关闭的情况下,实时产生任意地域环境和不同目标特征的雷达图像。实践证明,此系统较理想地解决了雷达实验教学中关键信号脉冲的实时测量和演示难题,延长了雷达的教学使用寿命,大大改善了教学效果。本文详细介绍了系统实现的原理、控制方式、设计思想。     

理工类高校实验教学项目的类型设计原则与导引

实验教学项目通过实际操作、观察现象、测量数据等过程,达到培养学生实验技能的目的,根据实验内容及性质的不同,实验教学项目可分为观察性实验、验证性实验、模拟性实验、操作性实验、演示性实验等11种主要类型。在设计实验教学项目环节上,要充分调动、发挥专业实验教师开发不同实验项目的积极性和创造性。     

启发式物理演示实验教学模式探索——以声悬浮实验为例

随着演示实验室的升级改造,对现有演示实验教学模式进行探索。以"声悬浮"为选题,设计问题导向、学生主体的教学过程,在完成"声速测量"常规实验的基础上,引导学生自主设计超声悬浮演示实验装置,从固定换能器频率改变噪声反射面形状着手探究颗粒悬浮状态与反射面形状的关系,然后研究不同频率换能器下的颗粒悬浮状态。在此基础上继续探索了在同频双换能器作用下的颗粒悬浮及改变两声波相位差时悬浮颗粒的状态变化,最后进一步研究了不同频率双换能器作用下的颗粒悬浮。通过层层递进的启发方式,激发学生对物理实验的兴趣,使学生创新意识和创新能力得到培养。     

用DataStudio软件演示共振驻波法测声速

在一般测定声速的实验中,利用听觉很难辨别声波干涉形成的振动加强和减弱的变化.文章采用传感器和数据采集接口,利用计算机采集数据,配以专用DataStudio软件,用共振驻波法测量声波的波速,不仅可以听到声音强弱的变化,而且可通过计算机演示波形的变化.     

用驻波法测量弦线密度的实验研究

1 引言 驻波是一种重要的物理现象,驻波法是利用波的干涉原理实现对物理量的测量与研究,驻波法可以测定声速、微波波长及空气的绝热系数,也可以演示声波的共振现象.本实验借助于PASCO"科学工作室",利用驻波法来测定弦线密度.与传统的绞纱法相比,该方法不仅对物理环境要求低而且操作简易、测量结果精准.     

计算机对生物实验的模拟演示和数据处理

计算机对生物实验的模拟演示和数据处理陈远扬一、生物实验模拟和演示计算机模拟生物实验教学,可充分发挥ＣＡＩ个别化教学的优点。在实验之前,学生对实验的认识来自教科书。使用计算机模拟演示实验,可有针对性地进行实验前的辅导,让学生熟悉实验装置、操作步骤和实验...     

大数据时代背景下微课与初中物理演示实验教学的有效融合分析

基于苏教版初中物理教学,着眼于微课特点及其在初中物理演示实验教学方面的积极作用,本文对大数据时代背景下微课与初中物理演示实验教学的有效融合展开分析,并提出根据实验在网络中选择微课资源、借助微课模拟演示抽象实验等策略,旨在为初中物理教师的演示实验教学带来一些灵感与启发.     

用电脑测声速

本文介绍一种利用电脑测量空气中声速的方法．该实验装置简单，易于自制，可以很容易地测出声速、既可在课堂中演示，也可供学生在课外做探索性实验．     

巧用电脑测声速

声音在空气中传播速度快,在中学物理实验室里,用常用的计时器测量都达不到测量要求,若在课堂上测量声速更是无法进行,因此只能采用现成的数据,而对学生再熟悉不过的声音特性,缺乏可操作性和真实性。为了在课堂上直观、精确地测量声速,我借助电脑巧测声速,并且所用的装置简单、选材容易、成本低、便于自制。这种测量,既可以作为课堂演示实验,使学生对声速有真实、直观的定量感受,又可以作为高中学生课外研究性学习的课题。一、实验原理按图1所示,连接好电路后,把插头接在电脑声卡     

理科实验教学课的评分细则

根据教育学原理,实验法和演示法的原则,结合历年来我们开展理科实验教学工作的实践经验,制定了一套中小学优秀理科实验课评分细则。 这套包括评定分组实验和演示实验课的评分细则,对备课和授课的各个环节分别提出了具体要求,其中有传统教学和实验教学的要求,而实验教学的要求,则是优秀理科实验教学课     

利用声速测量仪测量摩尔气体常量

介绍了利用声速测量仪测量空气中的声速,根据声速与气体的摩尔质量、气体的比热容比之间的关系,间接测量了摩尔气体常量。首先确定了超声波换能器的最佳工作点,然后分别采用共振干涉法与相位比较法测量了声速,再根据声速与摩尔气体常量间的关系,得出了摩尔气体常量。本实验原理简单,方法可行,实验结果与标准值相比,其相对误差分别为1.93%和1.79%,相对误差较小,表明测量结果较可靠。