伏安法测电阻实验教学改革分析

1、关注我 实时更新 最新资料伏安法测电阻实验教学 改革分析摘要:伏安法测量电阻 的系统误差主要是由电流表 的内阻/电压表 的内阻引起 的。设计用内接法和外接法测量大、中、小三个电阻 的开放内容。结果表明，对于给定大和小 的电阻，分别使用内接法、外接法测量时不确定度较小;而内、外接法测量中阻值 的不确定度较大，说明伏安法测量特定阻值 的电阻仍存在方法上 的不足。引入 的补偿法、电桥法等方法可以准确测量电阻，弥补了伏安法 的不足。补偿法、电桥法等提供了电阻精确测量问题 的任务驱动，有利于实验室 的开放和学 生自主学 习。关键词:自主学 习;伏安法;补偿法;电桥法在新工科背景下，大学 物理实验作为工科

2、大学 生第一次系统学 习基本实验技术、培养基本科学 素养和能力 的实验课程，大学 物理实验课程旨在培养和提高学 生 的大学 物理实验 的综合技能，为工科学 生学 习技术基础课、专业基础课等自主学 习打下良好 的基础1-4。大学 物理实验课程主要培养学 生学 习实验方法、设计实验方案，掌握基本实验仪器 的调节和使用，培养学 生敏锐 的实验观察能力、分析汇总实验现象、精细 的实验仪器调节能力与综合分析实验现象等独立思考能力等。通过大学 物理实验各个环节 的训练，培养和提高学 生 的科学 实验能力和科学 实验素养，要求学 生具有理论联系实际和实事求是 的科学 作风，严肃认真 的工作态度，主动研究 的

3、探索精神。根据学 校 的培养定位目标和大学 物理实验课程 的性质、目标，选取大学 物理实验中内容比较简单，又可以适当拓展 的“伏安法测量电阻”作为设计实验项目5，6，旨在培养学 生 的自主学 习、任务驱动、实验室开放等问题导向 的实验教学 模式改革。1递进 的实验内容设计11电流表和电压表内阻测定。使用半偏法测量电流表 的内阻和电压表 的内阻值，电流表在量程020mA时内阻A约为1102，电压表在量程020V时内阻V约为1107;12选择内、外接法测量。选择待测电阻x值约为9104、3104和2103 的三个电阻7，要求使用伏安法测电阻 的内、外接法如图1、图2所示，测量三个电阻以及确定系统误

4、差和修正等。系统误差主要来源于内接法 的A/x比值和外接法x/V 的比值。实验内容设计上可以利用半偏法测量电流表、电压表内阻，以及利用伏安法 的内、外接法测量三个电阻 的阻值，内容设计有一定 的递进性，有利于学 生完成适合自己 的实验内容。2丰富 的实验资源支撑21实验指导书。在伏安法测电阻 的实验内容设计时，首先考虑到学 生 的高中基础和所具备 的基本素质、能力等因素，在提供伏安法测电阻 的实验指导书时，重点考虑指导书中精练 的理论叙述，清晰 的图表和实验仪器 的图片，以及详实、齐全 的使用说明书和明确、具体 的测量任务表格。学 生通过课前 的自主学 习，大部分能够掌握实验基本原理、方法、实

5、验仪器 的使用与调节，明确实验任务与要求等;同时也考虑到学 生个体差异 的存在，小部分学 生在学 习上存在一定困难等，安排实验指导教师对学 生在自主学 习过程中存在 的问题进行解答和说明，解决学 生在课前自主学 习遇到 的困难。22实验微课。充分利用实验中心 的人力、物力资源，在完成实验指导书、PPT基础上，组织骨干教师撰写实验微课、实验视频 的脚本，并精心录制。将伏安法测电阻实验 的微课视频、相关参考资料上传到课程网站，便于学 生利用课外时间自主学 习实验 的原理、实验方法，熟悉实验仪器基本操作等。对于实验仪器，如数字式 的电流表、电压表、电源、待测电阻、数字式万用表、开关等实物，学 生可以

6、在预习或自主学 习时进到实验室进行了解和使用操作，实际连接电路。这有利于学 生掌握实验原理、熟悉仪器使用等。23实验任务。使用半偏法进行电流表和电压表内阻 的测量。在测定电流表和电压表 的内阻后，根据具体要求 的实验任务，针对待测量 的三个阻值 的电阻，能够恰当地选取内、外接法连接电路并能进行测量。实验任务明确、具体，且具有一定柔性和可拓展性，充分考虑了学 生 的学 习上 的差异，充分体现了个性化培养 的要求。24评分标准。针对设置实验内容和具体 的实验任务，大学 物理实验中心制定了该实验项目 的评分标准，学 生可以结合评分标准 的要求明确实验 的重点考核项目，学 生可以针对性地进行实验 的准

7、备和实验操作。评分标准 的制定能够规范学 生 的实验操作，又调动了学 生在实验过程中 的主动性和积极性。3规范 的实验过程考核在实验测量过程中，明确实验测量任务(半偏法测量电流表电压表 的内阻、伏安法测量三个线性电阻)，学 生能够根据实验自主学 习实验原理、正确 的实验仪器使用与调节，能够短时间进行正确 的电路连接和调试后进行实验测量;教师可以主要评价学 生实验操作过程中 的规范性、实验仪器 的调节、实验数据 的获得与记录、坏数据 的剔除、实验过程中异常现象及解决对策和实验过程中与学 生交流等方面。学 生完成伏安法测电阻实验数据 的图形化处理，内、外接法实验结果、不确定度 的计算和实验结果 的

8、评价，再进一步完成实验数据 的拟合和相关系数 的计算以及对实验内容设计、实验资源等 的建议和意见等。撰写科学 、规范 的大学 物理实验报告。4交互 的实验结果评价结合实验过程评价学 生 的实验结果，充分考核学 生实验任务是否明确，实验原理掌握，实验仪器正确使用与调节，实验现象 的观察与思考，实验过程中异常问题 的发现与解决方法;考察学 生与教师主动交流与独立思考、实验任务明确、实验操作 的规范等。自主学 习 的实验教学 加强了实验过程中基于问题导向 的师生交流与讨论，深入了实验结果 的分析与评价，获得对实验内容、实验项目 的较广泛、深入 的建议和意见，包括对实验教师 的指导、与实验教师 的交流

9、与讨论，对实验教师在实验过程 的评价，对实验评分标准 的反馈意见，对实验报告成绩 的评语以及反馈意见等，对具有创新内容 的实验报告 的展示 的示范作用等，营造良好 的实验自主学 习和实验研究 的浓郁氛围，提高实验教学 的效果和质量等。5拓展 的实验项目内容在完成伏安法内、外接法测量电阻 的基础上，可以尝试拓展如下 的实验内容:1测量方法 的拓展电桥法测量电阻和补偿法测量电阻;2实验内容 的拓展伏安法测量非线性电阻(传感器测量等)，光电二极管非线性元件 的伏安特性测量;3使用绘图软件Origin、MATLAB制图，利用最小二乘法实现曲线拟合成直线 的处理方法;4开放性实验电流表/电压表 的改装与

10、校准等。6创新 的实验竞赛活动结合每年 的校内、省内大学 生物理实验竞赛 的开展，积极主动开展适合于物理实验竞赛 的内容和题目，如利用电桥法测量热敏电阻随温度 的变化关系，获得热敏电阻与温度 的曲线规律，确定在不同 的温度下 的温度系数;也可以利用应力传感器在不同 的压力下电阻不同 的特点测量质量等。在提高学 生 的设计能力、创新能力 的同时，也积极改进部分物理实验仪器 的部分功能，丰富实验仪器等，增进实验室建设。7结论伏安法测电阻 的实验采用任务驱动 的教学 内容设计，确立了以“学 生为中心” 的教学 理念，充分体现学 生在实验教学 过程中 的主体地位和教师 的主导作用;微课、视频等教学 手

11、段与突出学 生亲身体验 的教学 方法相结合，采用问题导向 的实验指导方式，注重实验过程 的评价进一步调动了学 生自主学 习 的积极性和主体 的参与性，形成了浓郁 的实验教学 氛围，提高了实验教学 质量。参考文献:1邹辉，叶蓓，贺超凯，等新工科背景下实践教学 质量标准研究J大学 物理实验，2017，30(6):136-1382罗万成虚拟现实技术与“新工科”人才培养以重庆文理学 院为例J重庆高教研究，2018，6(1):65-773杜娟，罗冰，宋鹏程新工科背景下体验式教学 模式构建与实践J教育现代化，2017，4(45):24-264曹霞，王波，张红剑新工科背景下数字信号处理课程 的改革J学 园，2017(25):23-245罗明海，韩亚萍，王金鑫，等最小二乘法在伏安法测电阻实验中 的应用J大学 物理实验，2012，25(2):88-906王静，王吉华以伏安法