大學物理實驗的論文
一、研究性教學應用在大學物理實驗中的可行性
之所以將大學物理實驗課程作為理工科學生在大學期間接觸到的首門實踐性課程，就是希望以實驗的形式加深學生對于物理學的理解，以培養學生具備進行實驗物理學研究的能力和科學素質。多年的實踐成果表明，大學物理實驗的研究性教學具有較強的可操作性。
1.大學生普遍接受過良好的基礎教育，已經掌握了較為系統和完備的基礎知識。他們往往思維活躍，善于創新，對于新鮮事物抱有強烈的好奇心，是開展研究教學的不二人選。
2.研究性教學兼顧實踐性與前瞻性，與高校的課程設置有著較高的契合度。同時，高校內的各種教學設施為探究教學提供了良好的硬件基礎，圖書館和校園網絡等設備也為探究學習的實現提供了豐富的信息資源保障。
3.高校以“雙師型”教師居多，具備開展研究教學所必需的人才儲備。這些高校教師通常同時肩負著教學任務和科研任務，承擔著各類課題，有著豐富的科學研究理論和實踐經驗。因此，在親自向學生傳授研究方法的同時，也有利于他們積累自身的探究教學實踐經驗[3]。
二、霍爾實驗中的研究性教學
霍爾效應一直以來都是大學物理的傳統實驗課程，它得名于1879年在金屬中發現電壓的美國物理學家霍爾。以下將以霍爾效應為例，對研究性教學在大學物理實驗教學中的具體應用進行探究。
1.實驗中對霍爾元件的電路改進和保護。早前的霍爾元件由金屬制成，由于霍爾電壓過低而不具有使用價值。直到半導體技術的突飛猛進，才使霍爾元件在電池測量和自動控制等裝置中得到了廣泛應用。霍爾元件體積較小，其整體結構為一般為1.50mm×1.74mm。較為頻繁的使用次數和脆弱的自身構造，使霍爾元件極易損壞，因此，對霍爾元件的保護就顯得極為重要，這也是為傳統教學所忽略的。電路上的設計改進將會大大提升霍爾元件的耐用程度。其具體操作如下：選取霍爾元件工作電流輸入端中的一端，添加兩根帶金屬夾的導線，使兩個金屬夾分別夾住保險絲的兩腿。其中，保險絲采用直徑為0.32mm、額定電流為1.1A的常用電流保險絲即可。然后在霍爾元件的電壓輸出端也實施同樣的步驟，這樣就能有效地保護霍爾元件。當激勵電流誤接入霍爾元件時，保險絲會燒斷，霍爾元件就得以保存。經過本人對該霍爾效應實驗的改進和反復驗證，當0.1A的勵磁電流接入到該裝置時，保險絲會立即燒毀，從而確保了霍爾元件的完好無損，說明該設計是具有一定可行性的。其實驗原理圖如圖1所示。實驗結果證明，該設計確實起到了保護霍爾元件的作用，從而有效地維護了霍爾效應實驗器材，對霍爾效應的物理實驗教學起到了良好的示范。在進一步保證大學物理實驗教學順利進行的同時，也激發了學生創造的熱情，提高了他們靈活運用所學知識的能力。
2.霍爾效應在螺旋管軸線磁場測量中的運用。在研究長直螺線管軸線上的磁場分布時，常常需要利用霍爾效應。在工作電流和勵磁電流都得到固定的情況下，通過變換霍爾片在長直螺線管軸線上的位置，逐點獲取霍爾電壓，最后求得磁場大小。而在對這些數值進行分析時，為了實現模擬的數值在不同學科的實驗中具有廣泛適用性，需要借助一種多物理場模擬軟件。這時學生就可以小組為單位，利用軟件充分發揮主觀能動性，實現自主探究。這也是新時代下的科技優勢。如圖2顯示的就是理論計算、實驗測量和數值模擬3種不同方法在進行螺線管軸磁場測量實驗時得出的分布曲線。圖中可以明顯地看出，實驗結果與理論計算更加一致。雖然模擬計算偏差較大，但利用它可以更直觀簡便地得到整個磁力線的分布，這正是數值模擬的優勢所在。而這幾種方法結果間的差異，也為今后的物理實驗提出了新的研究課題。
三、結束語
在大學物理實驗教學的探索實踐中，適當地引入研究性教學對培養學生綜合素質和創新思維起到極大的促進作用。學生在實驗過程中會以具體問題的解決為目標，借助文獻資料對已有知識進行總結與歸納，從而加深對知識的理解。在以小組為單位進行探究時，同學間的交流合作能力也得到了加強，學習的積極性得到了提高。大學生具有的科研意識和創新精神也有了進一步提升。具體而言，隨著文中談及霍爾元件的廣泛應用，對霍爾效應的教學也應該隨之變革。本文即是結合大學物理實驗教學中霍爾效應的內容，對霍爾實驗的一些方法提出了改進。在運用新技術手段的同時也發現了傳統教學所未注意到的新課題。總之，研究性教學在提高學生綜合能力、培養學生創新精神方面成果顯著，對大學物理實驗教學的發展有著深遠的意義。
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