论质点运动学的内禀方程及其应用

在理工科大学物理课程的教学中,一般只讨论变速圆周运动,本文着重讨论自然坐标系及其给出的内禀方程,并举例详述它在求解质点曲线运动问题时的重要性.这对刚学过的高等数学知识可获得一次应用的机会,有助于学生今后对本课程和后续课程的巩固和提高运用高等数学知识解决问题的能力.这也是本课程的＂教学基本要求＂对力学部分施教过程中的一项重要意图.     

叠层相干衍射成像算法发展综述

随着同步辐射技术的发展和光源相干性的提升,叠层相干衍射成像(ptychography)得到快速发展.叠层相干衍射成像算法解决了传统相干衍射成像算法收敛速度较慢、容易陷入局部最优解和算法停滞等问题,具有成像视场大、算法鲁棒性强、对误差容忍性高、应用范围广等优点,正成为相干衍射成像领域的热点研究方向.本文首先介绍了叠层相干衍射成像算法提出的背景;然后详细总结了叠层相干衍射成像算法的发展脉络、主要的算法流程以及应用场景,并且介绍了叠层相干衍射成像与人工智能结合的新算法及应用潜力;最后介绍了叠层相干衍射成像算法具体的并行化实现及常用软件包.本文有助于建立叠层相干衍射成像领域算法本身、人工智能以及计算方法全局研究视角,对于促进叠层相干衍射成像方法学的系统发展具有重要的参考意义.     

无限深势阱问题的可视化研究

基于计算软件对一些常见的无限深势阱进行了可视化研究,并设计了GUI界面实现对势阱的选择.在选定势阱后,设置好相应的势阱参数和量子数,便可依次绘制出低维势阱的波函数、概率密度函数和三维势阱中的电子云图像.文中分析了二维和三维势阱中能级的简并度问题,并重点讨论了不同势阱波函数和概率密度函数随量子数的变化规律.将势阱问题可视化可以方便分析不同条件下波函数的物理图像,有助于量子力学课程中的教师教学与学生学习.     

关于单原子自旋与转动自由度的教学探讨

在热学课程的教学实践中我们发现,因学生对于微观原子概念的理解仍然停留在宏观的经典力学物理模型中,当讨论气体分子的自由度时,单原子的自旋和转动自由度等问题就会对积极思考的学生带来困惑.鉴于此,本文对单个原子的自旋与转动自由度进行了简要探讨,并区分量子自旋与经典物理的自转运动,强调自旋是微观粒子的内禀属性,没有经典概念与之对应,并指出将原子视为质点的简化假设有助于低年级学生掌握关于原子自由度的基本概念与物理图像.     

大学物理教学中课程思政素材的挖掘与融入

基于“课程思政”是一种教育教学理念和思维方式的认识,将课程思政融入大学物理教学中.分析了在物理教学中融入思政素材的重要意义：有助于学生打开胸怀天下的格局、激活学好物理学的内生动力;指出了可融入大学物理教学中思政素材的深度挖掘方案：挖掘联系学生专业所需的工程案例、挖掘物理学家身上的光辉亮点、挖掘物理学中研究和认识物质世界的思想方法;讨论了融入思政素材的时机和形式设计.文章能为其他课程开展课程思政提供参考.     

近代物理实验课程的SCOP教学方法探讨——以光谱系列实验为例

基于近代物理实验课程的教学目标、教学内容和组织方式,针对授课过程中发现的问题,提出了SCOP教学方法,即:科学问题引领、合作式探究、开放式讨论和渐进式实验.介绍了SCOP教学方法的概念与结构、实施方式、需要注意的问题以及对学生、教师和课程协调发展的作用.实践表明:SCOP方法可以帮助学生掌握实验的核心思想与知识脉络,帮助学生养成独立思考、批判质疑的精神;SCOP方法有助于教学与科研的融合,促进教师学术水平的提高.     

电子效应与波谱解析教学探讨

简单阐述了电磁波谱产生的原理,重点探讨了电子效应对波谱解析课程教学的影响,有利于提高波谱解析课程的教学效果,增强学生学习波谱解析课程的积极性,提高学生分析问题及解决问题的能力.     

热学课程教学中基于思维导图构建知识体系的探索研究

评述了思维导图在大学热学课程教学中的运用,指出了思维导图具有独特的树状结构和知识分层的特点,非常适合基本概念和定律多、知识点交叉多的热学课程教学.热学课程教学中基于思维导图的应用,不仅有助于学生建立良好的认知结构,而且能有效地培养学生的自主学习能力和思维能力.     

虚拟仿真技术在大学物理课程教学中的应用研究与展望

针对大学物理教学内容较为抽象、教学过程中学生对知识点理解不够深入等问题,将虚拟仿真技术融入大学物理课教学中,以提高教学质量和教学效果.采用交互式教学资源,学生学习不受条件限制,促进学生学习兴趣和动手能力的同时,丰富课程教学内容,有利于理工科专业人才培养指标的进一步落实.     

新课标下学生物理问题定性推理能力的现状分析及思考

新课标和高考命题强调提高学生运用物理知识解决问题的能力,但从学生高考答卷分析透射出一个信息,即学生在面对物理问题时的定性推理能力意识较弱.针对这一问题笔者进行了探究,提出教师在日常教学实践中重视对学生物理问题的定性推理能力培养,有助于学生对物理问题实质性的洞察和理解,并有利于学生形成良好的思维品质.     

二维材料的前沿进展在固体物理教学中的渗透

固体物理是一门紧贴科学前沿发展的课程.本文探讨了将二维材料研究前沿融入固体物理教学,使得教学内容富有时代气息,并有利于激发学生的学习热情和科研兴趣.     

基于能力培养的应用型本科物理实验教学模式探索

通过对传统大学物理实验教学现状的分析和讨论,针对目前大学物理实验课程的教学模式进行研究,在遵循实验教学自身规律的前提下,构建“模块化”实验课程教学模式,从而改善课程结构,为培养学生解决具体问题的实践能力和创新思维提供针对性的训练;并采用“启发式”“问题式”的教学方法和多样化的考核评价标准,对于不同专业、不同基础、不同背景的学生进行差异化教学,建立以人才培养为核心的科学教学体系,进一步提高大学物理实验课程的教学质量和效果.     

光学向量-矩阵乘法器教学演示实验

为了在光计算教学中提供让学生更易于形象理解光的并行计算能力和实现方式的教学环境,基于向量-矩阵乘法的基本原理,采用LED阵列、光敏管阵列、柱面透镜、薄透镜等简易的基础光学元件搭建了4×4的光学向量-矩阵乘法器教学演示实验.该演示实验展示了并行光计算系统的基本功能实现和构成要素,有助于学生对光计算有初步的形象认识和了解,认知本课程的目的和意义,有利于激发学生对课程学习的兴趣.     

大学物理实验课程问卷调查及改革实践

为提高大学物理实验教学质量,实验中心对大学物理实验课程进行了问卷调查,分析和总结了实验预习、教学指导、操作、报告等实验教学环节出现的问题.以问卷调查结果为课程改革依据,提出了将信息技术深度融合实验教学的改革方案.建设微信公众教学平台和虚拟仿真教学平台,辅助实验预习;建立以学生合作学习模式为主,教师指导为辅的教学指导模式,建立在线答疑学习群,全程覆盖课程答疑.有针对性地解决传统教学模式各环节出现的问题,提高了大学物理实验教学质量和水平.     

球面平均值函数及其微分方程的推导

三维波动方程初值问题是数学物理方法课程的重要教学内容.本文讨论球面平均法求解该问题时,球面平均值的定义及其满足的偏微分方程的建立过程.在教材常见推导的基础上,本文提出了球面平均值方程一种更简洁的推导方法.本文的讨论有利于澄清球面平均值函数的含义,为球面平均法以及球坐标系下数学物理方程的教学提供参考.     

基于MATLAB的《现代控制理论》教学实验研究

现代控制理论课程概念抽象且涉及的数学基础知识较多,学生在学习时常常会感到枯燥,难以理解和掌握。通过实验课的教学,可以帮助学生比较直观的对所学知识进行理解和掌握。本文提出利用MATLAB软件设计现代控制理论课程的实验,并给出一个实验作了详细说明。通过这些实验,将有助于学生理解理论知识,学习利用MATLAB解决现代控制理论问题。     

教学探究——电容器放电快慢与什么因素有关

新课程标准的实施,赋予了我们新的教学理念与新的要求.新课程标准明确指出,高中物理课程应该有助于学生体验科学探究过程,了解科学研究方法,增强创新意识和实践能力,为终身发展打下基础.为了贯彻课程改革精神,我们设计了关于电容器的探究课题,这一探究性物理实验没有可供参考的模式,从发现问题、提出问题、实验方案的设计、实验探究、实验数据的采集和处理到解决实验中遇到的问题都需要学生自己去动脑、动手,能让学生亲身经历探究的整个过程,并在实践中锻炼他们发现问题和解决问题的能力,培养其参与意识和创新精神.现将教学设计方案简要介绍如下.     

机器人实践教学的探讨和优势

机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的智能仪器。机器人实践教学在学习上充分渗透了研究性学习的思想,实践性非常强。初步机器人教学实践措施表明,在电子信息类专业积极开展机器人实践教学,有助于培养和提高学生的实践和创新能力,有助于促进实践教学改革。     

BOPPPS模型在大学物理课程中的实践探索

本文针对大学物理课程的特点以及传统教学模式中存在的问题,将BOPPPS模型引入到大学物理的课程教学中,并以多普勒效应为例,设计了微课教学.将学生的学习方式由被动接受转变为主动探究,有效地提升了学生兴趣及课堂效率,使学生能够深刻地领会和掌握抽象的物理概念,并能够将相关理论知识应用到工程实践中去,对提高教学质量具有一定的参考价值.     

“等离子体物理基础”课程讨论教学实践研究

讨论教学作为教学手段的重要表现形式，其对课程知识的扩展和教学效果的提升都具有积极作用.然而由于讨论教学具有较大的开放性，需要对讨论教学实施方法进行设计和可行性评估.“等离子体物理基础”作为选修课程，部分学生对该课程内容掌握浅显，甚至硬背结论的现象也有发生.为了改善上述情况，需开展课堂讨论教学.该教学实践表明有效的课堂讨论教学能较好地补充课程内容，增加整体教学效果，加强学生们对该课程的认识，同时也锻炼了他们的独立思考和动手能力.