系统概述:
实际教学中,由于实验实和师资力量等限制,很难提供给学生大面积实验预习的环境,使学生无法对实验环境建立直观认识;由于教学时间和手段限制,教师也无法有效的对学生的预习情况进行有效检查。这样导致实验教学中长期存在“走过场”,严重影响了教学质量的提高。
针对物理实验教学质量提高的困难, 1995年,中国科学技术大学研制成在国际上开发出《大学物理仿真实验》,而且不断增加内容和更新版本,使它成为一部系统的活的物理实验教科书,学生利用它进行课前预习、课后复习和自我训练,使物理实验教学突破时间和课堂的限制,实现与理论教学相同的学习链。在多年《大学物理仿真实验》研究与实践的基础上,科大奥锐推出物理实验在线预习系统,利用在线仿真实验让学生深入理解实验,模拟实验操作过程;通过在线预习考试系统检查学生,确保效果学生预习质量。
大学物理实验预习自动评判系统,采用计算机虚拟现实技术,在原有的《大学物理仿真实验》的基础上,进一步加强虚拟实验的模型设计,建设与理论考试相结合的在线实验预习环境,用仿真实验替代了学生按书本抄写实验步骤、实验原理的过程。促使学生完成一个完整的学习链过程,保证大面积实验教学质量的提升,同时大大减轻了教师批改预习报告和实验报告的工作量。它的应用使课堂实验教学实现学生自主学习、教师答疑。
曾荣获1996年获得中国科学院教学成果一等奖;1997年获得教育部全国优秀CAI成果奖;1997年DOS版本获得国家级教学成果二等奖;1997年曾经代表中国CAI最新成果参加联合国科教文组织大会演示和到英国,日本等国家进行国际交流和展示;1999年获得安徽省优秀CAI成果一等奖;2000年获得安徽教学成果特等奖;2001年获得国家教学成果奖。
系统介绍:
系统特色:
1. 开放式的预习环境:学生可在教师指定的一段时间内在线预习实验,不受实验室和课时的限制。可重复预习的实验操作,有助学生深入理解实验
2. 数据随机:每个学生实验操作的初始状态和测量值都是随机产生,所对应的正确结果各不相同,有效避免抄袭现象。
3. 自主组卷:教师可以选择操作实验,并调用试题库中的题目组成试卷,拟定分数存入数据库。
4. 自动评判:预习成绩自动评判,学生可及时了解学习效果,针对性调整预习内容。
5. 客观、真实的预习成绩:有助于教师掌握学生预习效果、针对性的调整教学重点
工作流程:
功能模块:
大学物理实验预习自动评判系统由仿真实验库、实验习题库、实验报告制作、实验报告库(含预习报告)、报告发布、评判和统计五部分组成。
1. 仿真实验库:包含30个常用物理实验项目,有操作评分功能,可检查学生对实验原理、实验过程、仪器操作的掌握。
2. 实验习题库:习题由选择题和填空题、实验数据处理等组成,习题有评判功能,教师可自行添加习题。
3. 实验报告制作:教师从仿真实验库中选取实验,从习题库中选取习题组成实验报告模板或预习报告模板,存入实验报告库。
4. 报告发布:向授课学生发布实验报告和预习报告模板,规定上缴截止日期,学生完成预习报告后,可立即看到评分结果,不满意可重新再做预习报告和实验报告,直到满意后提交给教师。
5. 评判和统计:教师见到学生完成的预习报告统计列表,规定预习报告符合要求的学生来做真实实验。实验报告可作为平时成绩长期保存。
实验项目由三部分组成,近30个实验。
第一部分:
实验内容涉及力学、热学、电学、光学、近代物理等各个领域,具体包括如下实验:
单摆法测量重力加速度 | 偏振光的观察与研究 |
钢丝杨氏模量的测定 | 声速的测量 |
光电效应和普朗克常量的测定 | 示波器实验 |
密立根油滴实验 | 双臂电桥测低电阻实验 |
迈克耳孙干涉仪 | 用凯特摆测重力加速度 |
第二部分:
实验内容涉及力学、热学、电学、光学、近代物理等各个领域,具体包括如下实验:
不良导体热导率的测量 | 检流计的特性研究 |
动态磁滞回线的测量 | 交流电桥 |
分光计实验 | 交流谐振电路及介电常数测量 |
干涉法测微小量 | 三线摆法测刚体的转动惯量 |
霍尔效应实验 | 直流电桥测量电阻 |
第三部分:
实验内容主要为近代物理和前沿领域,具体包括如下实验:
热敏电阻温度特性研究实验 | 整流滤波电路实验 |
半导体温度计的设计 | 椭偏仪测折射率和薄膜厚度 |
设计万用表实验 | 光强调制法测光速 |
测量锑化铟片的磁阻特性 | 拉曼光谱实验 |
太阳能电池的特性测量 | 塞曼效应实验 |
实验截图
典型应用:
1. 实际开展大面积的实验预习:
通过在线实验预习环境,从根本上解决了实验仪器状况及师资力量不足的问题,学生通过预习环节的实际操作,了解实验原理、实验内容、熟悉实验仪器,对实验环境建立直观认识。