大学物理探究性实验设计

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摘要：针对大学物理实验教学存在的问题，提出了基于探究性实验教学目的以及新型应用型人才培养需求，将计算机PAS⁃CO实验软件与大学物理探究性实验相融合。注重培养工科类院校本科生的探索创新能力。尝试设计出一种新颖的探究性实验教学方法，大大改善了大学物理实验教学效果。

关键词：实验软件；创新能力；探究性实验，物理实验教学

1计算机PASCO实验软件与大学物理探究性实验相融合

传统的实验教学方式其实仍然是各高校主要的实验教学手段。虽然某些高校已经在实验教学大纲中加入探究性实验项目，即学生在实验教师的指导下根据实验室提供的仪器设备自主设计实验项目并在实验室开放时间内独立完成实验数据测量、数据处理和结果分析等过程。但是这种开放式的探究性实验教学尚存在着很多问题，如探究性实验项目拟定的选题较多，指导教师经常要延长实验室开放时间；学生自主组合和操作实验仪器，导致仪器设备损坏严重等问题。物理实验软件作为一种先进的实验教学手段，如何能更好地服务于开放式的探究性实验教学进而提高实验教学质量和效果将具有重要的实际意义。根据我校的探究性实验教学模式以及新型应用型人才培养需求，我们通过PASCO实验软件设计出学生进行大学物理探究性实验的步骤和流程。PASCO实验软件是一种先进的实验数据实时采集、处理和分析的计算机软件，主要是通过各类传感器与数据通用接互将实验数据实时传送给计算机。学生运用PASCO实验软件自主设计的一维系统牛顿第二定律验证实验装置。实验所需的实验设备有PAS⁃car动力学系统、运动传感器、高分辨率力传感器、灵敏滑轮、质量块和架子套件、物理实验用细绳、数据通用接口、PASCO电脑软件等。本实验的目的是为了验证一维系统的牛顿第二定律。在低摩擦的小车上施加一个已知大小的力，以此来测量小车的加速度。整个实验分为两部分：1)验证质量不变时，加速度与合外力成正比。小车和传感器的总质量不变，通过增加砝码的质量来改变合外力，研究加速度与合外力的关系；2)验证合外力不变时，加速度与质量成反比。“力—加速度”图，左图是小车和传感器上施加的力f1与加速度a1的关系图，右图是增加砝码质量后小车上施加的力f2与加速度a2之间的关系图。

2结束语

根据我校大学物理实验教学存在的实际问题将计算机PASCO实验软件与大学物理探究性实验结合，打破了传统的开放式探究性实验教学模式的局限性。这将有利于培养学生自主动手能力和科学实验的探索创新精神以及新型应用型人才的塑造，同时也丰富了大学物理实验课程内容，提高了学生对大学物理实验课的兴趣，更加有利于实验教学的质量和效果。

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作者：孙权海 骆海峰 史浩 方宇 朱守金 苏磊 单位：安徽三联学院基础实验教学中心 安徽三联学院电子电气工程学院