競(jìng)賽引入大學(xué)物理的嘗試

時(shí)間:2022-03-17 08:08:52

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競(jìng)賽引入大學(xué)物理的嘗試

1科技競(jìng)賽項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有效結(jié)合

開展物理實(shí)驗(yàn)科技競(jìng)賽,即要達(dá)到提高教師“教”的積極性,又要實(shí)現(xiàn)激發(fā)學(xué)生“學(xué)”的熱情的目的。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)科技競(jìng)賽是一項(xiàng)推廣物理概念,培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力的活動(dòng)。在搭建適合物理實(shí)驗(yàn)科技競(jìng)賽的平臺(tái)方面,要盡可能采用綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)是全開放式的,只提要求,不設(shè)限制[8],要求學(xué)生在任課老師指導(dǎo)下對(duì)自己在科學(xué)和技術(shù)范疇感興趣的內(nèi)容進(jìn)行研究或設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)的內(nèi)容可以是對(duì)某些自然現(xiàn)象的科學(xué)理論分析;也可以是對(duì)儀器設(shè)備的創(chuàng)新設(shè)計(jì)制作;或是對(duì)現(xiàn)有儀器設(shè)備的原理和設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn);或是獨(dú)特的測(cè)試方法和手段等。將其理論研究成果或設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)原理、實(shí)驗(yàn)結(jié)果等,以科技論文的形式提交,并將該內(nèi)容與科技競(jìng)賽結(jié)合起來,開展全校性的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)科技競(jìng)賽活動(dòng),以此來提高學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的積極性和興趣。進(jìn)而提高物理實(shí)驗(yàn)的效率和教學(xué)質(zhì)量。

2科技競(jìng)賽的組織實(shí)施

2.1科技競(jìng)賽項(xiàng)目及要求

首先關(guān)于舉辦大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)科技競(jìng)賽的通知。競(jìng)賽分為初賽、實(shí)驗(yàn)操作和答辯三個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行,報(bào)名與參賽均以組為單位,每組兩人。初賽以筆試形式考查報(bào)名選手的基本知識(shí)和基本實(shí)驗(yàn)技能。實(shí)驗(yàn)操作考察學(xué)生的動(dòng)手能力和靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力,參照我校現(xiàn)有儀器和條件,提出競(jìng)賽項(xiàng)目及要求:(1)學(xué)生在校期間完成的物理思想清晰,物理知識(shí)點(diǎn)明確的實(shí)驗(yàn)制作或測(cè)試方法和手段。(2)學(xué)生在校期間完成的物理思想清晰、與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的科研論文和教學(xué)論文。教學(xué)論文包括物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方法的改進(jìn)、現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理優(yōu)化等。(3)對(duì)物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)有儀器進(jìn)行改進(jìn),使操作更加便捷、測(cè)量更加精確;對(duì)物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)有儀器進(jìn)行重新組合,開發(fā)新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,完成新的實(shí)驗(yàn)功能;基于物理課現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,提出新的實(shí)驗(yàn)方法。實(shí)驗(yàn)操作中要求兩名選手團(tuán)結(jié)協(xié)作,按照自己的設(shè)計(jì)方案在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成儀器調(diào)試、數(shù)據(jù)測(cè)量、提交報(bào)告。

2.2評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)

由任課教師對(duì)學(xué)生提交的論文進(jìn)行評(píng)定,要求論文的物理思想清晰,物理知識(shí)點(diǎn)準(zhǔn)確,論文結(jié)構(gòu)合理,語言描述流暢,符合科技論文的基本要求。

2.3評(píng)獎(jiǎng)辦法

由任課老師在每自然班篩選出三組同學(xué)進(jìn)入最終的競(jìng)賽,評(píng)獎(jiǎng)小組由所有任課教師和物理實(shí)驗(yàn)老師共同組成,最終采用答辯方式確定前三等獎(jiǎng),并頒發(fā)獲獎(jiǎng)證書及獎(jiǎng)金。其成績(jī)可按一定比例計(jì)入大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的總成績(jī)。很明顯,這種充分體現(xiàn)學(xué)生實(shí)踐能力的競(jìng)賽項(xiàng)目及評(píng)獎(jiǎng)活動(dòng),會(huì)充分激發(fā)教師和學(xué)生做好物理實(shí)驗(yàn)的積極性和“教好”與“學(xué)好”的熱情,可有效地將老師和學(xué)生結(jié)合成統(tǒng)一的整體。

2.4科技競(jìng)賽項(xiàng)目實(shí)例

競(jìng)賽項(xiàng)目:利用萬用表檢測(cè)較為復(fù)雜的集成電路故障所需儀器:萬用表;集成電路操作過程分析:首先要根據(jù)故障現(xiàn)象,判斷出故障的大體部位,然后通過測(cè)量,把故障的可能部位逐步縮小,最后找到故障所在。集成電路中總有一個(gè)接地腳與印制電路板上的“地”線是接通的,由于集成電路內(nèi)部都采用直接耦合,因此,集成塊的其他引腳與接地腳之間都存在著確定的直流電阻。可通過用萬用表測(cè)量各引腳的內(nèi)部等效直流電阻來判斷其好壞,若各引腳的內(nèi)部等效電阻與標(biāo)準(zhǔn)值相符,說明這塊集成塊是好的;反之若與標(biāo)準(zhǔn)值相差過大,說明集成塊內(nèi)部損壞。當(dāng)然,由于集成塊內(nèi)部有大量的三極管、二極管等非線性元件,在測(cè)量中單測(cè)得一個(gè)阻值還不能判斷其好壞,必須互換表筆再測(cè)量一次,獲得正、反向兩個(gè)阻值。

只有當(dāng)內(nèi)部直流等效電阻正、反向阻值都符合標(biāo)準(zhǔn)時(shí),才能斷定該集成塊完好。也可采用在路測(cè)量。先測(cè)量其引腳電壓,如果電壓異常,可斷開引腳連線測(cè)接線端電壓,以判斷電壓變化是由外圍元件引起,還是集成塊內(nèi)部引起。在路檢測(cè)集成電路內(nèi)部直流等效電阻時(shí)可以不必把集成塊從電路上拆下來,只需將電壓或在路電阻異常的腳與電路斷開,同時(shí)將接地腳也與電路板斷開,其他腳維持原狀,測(cè)量出測(cè)試腳與接地腳之間的內(nèi)部直流等效電阻的正、反向陽值便可判斷其好壞。效果與不足:學(xué)生通過競(jìng)賽對(duì)萬用表的使用方法和注意事項(xiàng)有了更加深入的理解,通過對(duì)復(fù)雜的集成電路故障的分析檢測(cè),對(duì)各種儀器設(shè)備的電路故障分析檢測(cè)能力有了明顯的提升,懂得了學(xué)以致用的樂趣,對(duì)其他的物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目也有了濃厚的興趣。不足之處是每個(gè)自然班只有三組同學(xué)參加競(jìng)賽,競(jìng)賽的影響面不夠?qū)拸V,今后要進(jìn)一步擴(kuò)大參賽同學(xué)的人數(shù)。

3結(jié)論

充分發(fā)揮學(xué)生的自主能動(dòng)性,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)。只有制定合理的、符合學(xué)校實(shí)際情況的競(jìng)賽組織管理模式才能真正發(fā)揮物理實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽的作用。一個(gè)成功的符合學(xué)校具體情況的競(jìng)賽組織管理模式,可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生上好實(shí)驗(yàn)課的積極性和教師教好實(shí)驗(yàn)課的熱情,使學(xué)校的實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量大幅提升,使學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)合作能力、多領(lǐng)域知識(shí)交叉利用能力等各方面綜合能力不斷提高。符合當(dāng)前提高高等教育質(zhì)量的要求[9],符合青年學(xué)生學(xué)習(xí)的特點(diǎn),可有效的解決當(dāng)前大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)過程中存在的問題,是一種行之有效的提高學(xué)生綜合素質(zhì)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式。

作者:亓霞鄧巖浩單位:沈陽藥科大學(xué)