浅谈DIS 实验系统的应用与学生创造性思维能力培养

 面向21 世纪的素质教育是以创新精神为核心, 培养具有创造性思维的人才的教育, 其教育手段、教育方法也在不断的变革, 物理教育已经成为创造性教育的主战场。DIS（Digital Information System）实验系统是传统物理实验测量工具和数据处理方法的革命, 定量、精确、快速是DIS 实验系统的优势, 传统实验技能是DIS 实验的基础, 传统实验和数字化实验的整合代表了新物理实验改革的方向。如何充分发挥DIS 实验系统在中学物理实验教学中的优势, 激发学生的创新意识, 加强学生创造性思维能力的培养, 已经成为当前中学物理实验教学中面临的崭新课题。     

探讨实验数据处理的认知结构深化物理实验教学改革

应用教育心理学的理论和方法，研究了学生实验数据处理能力的认知结构，并在此基础上对大学物理实验的教学提出了建议．     

全盲童也能窥探物质世界——盲童学校开设物理实验的介绍

介绍了日本的物理工作者，为了让全盲儿童也能得到物理实验的实践教育，他们从长期实验教学中摸索了许多有效的方法，使全盲学生也能做好物理实验，如自由落体实验、声速测量实验和光学实验等．     

物理学史显化科学方法教育的可行性研究——以伽利略斜面实验为例

通过教育实验和有效的数据分析,以研究物理学史在科学方法教育中的作用,探究显化科学方法教育的有效途径.     

物理实验中的思想方法与学生的科学素质

用具体实例重点分析了物理实验中的控制变量法、转换法、替代法、模拟法对学生科学素质的影响，充分展示了在物理实验中对学生进行思想方法教育的重要性和现实性。     

大数据背景下的大学物理实验教学改革

在教育领域中的大数据研究正是当前教育应该积极面对的新课题.由学生以不同方式学习所产生的数据,比如移动学习和泛在学习,通过挖掘这些大数据能有效地促进教学和学习.物理实验应该对学习的过程和实验数据进行记录、储存和使用,在教育大数据的背景下,结合物理实验教学的特点,本文分析了国内外目前对移动学习、泛在学习和教育大数据的研究成果.具体分析和介绍了教育大数据的作用、数据挖掘的方法、教学改革的内容与方法和评价的内容和方法.     

“ 电容器的电容”演示实验的改进和教学的优化设计

针对电容器的电容教学中的演示实验现象不直观, 效果不明显, 科学方法教育不突出的问题, 在实践的 基础上, 对其中的演示实验进行了改进和教学的优化设计     

物理教育研究中的实验/准实验研究

应《物理与工程》邀约,2019年我们开始相对系统地撰写"物理教育量化研究入门"系列文章。目前已经发文2篇,分别是《物理教育研究中的量化研究方法》(总述,《物理与工程》2019年第3期第3—7页)和《物理教育量化研究方法:调查研究与描述统计》(《物理与工程》2019年第4期第3-6页)。本文是该系列文章的第3篇,主要介绍物理教育研究中的实验/准实验研究的基本概念和相关数据分析的入门知识,为有兴趣进入物理教育研究领域的教师展现出关于物理教育实验/准实验研究的一幅简图和路径方向。     

探索性物理实验的双重教育功能

利用现代教育理论，结合物理实验的教学实际，探讨和研究了探索性物理实验的双重教育功能．通过具体的探索性物理实验案例，验证了探索性物理实验具有激发学生的兴趣、发展学生的探索精神和唤起教师创造性的双重教育功能．     

读龚镇雄编著的《漫话物理实验方法》

我国物理实验教育大师虞福春先生曾提出“物理实验和教学有没有独立规律”这个可以研究的问题。本书作者以200多个实验为例对作为一门学科的物理实验学中的实验方法和实验思想进行了分析阐述,无疑对探索物理实验学的自身规律做出了有益的尝试,是对物理实验工作者大有裨益的参考书。     

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提出了一种用于高功率微波武器的等离子体通道天线(PCA),计算了该天线的辐射方向图。推导出了一般性天线的辐射方向函数;建立了PCA的近似电磁模型;给出了圆坐标系下PCA和周围空气中的电磁场,利用边界条件得出了PCA的色散方程,求出PCA的表面波波矢。重点讨论了PCA的辐射场随等离子体密度、天线长度、半径的变化,证实了PCA方向图的可控性。     

等离子体通道天线的辐射场计算

提出了一种用于高功率微波武器的等离子体通道天线(PCA),计算了该天线的辐射方向图。推导出了一般性天线的辐射方向函数;建立了PCA的近似电磁模型;给出了圆坐标系下PCA和周围空气中的电磁场,利用边界条件得出了PCA的色散方程,求出PCA的表面波波矢。重点讨论了PCA的辐射场随等离子体密度、天线长度、半径的变化,证实了PCA方向图的可控性。     

CCD摄像系统镜头的畸变测量

从畸变定义出发,讨论了畸变数学模型,介绍了精密测角法与比长法综合测量畸变的原理。通过放大率法标定出CCD探测器的像素距离当量,通过质心法求出点目标的质心,质心与原点的像素距离乘以像素距离当量得到精确长度。利用正切函数求出绝对畸变值,用最小二乘法解多组数据超定方程,求出拟和公式的系数。实际计算和数据处理结果表明：畸变数学模型在中视场范围内拟合效果很好。     

Design and development of a fiber-optic immunosensor utilizing near-infrared fluorophores

The design and application of a fluorescent fiber-optic immunosensor (FFOI) are reported. The FFOI is utilized for the detection of antibody/antigen binding within the near-infrared (NIR) spectral region. The technique is developed through the combined use of fiber-optic, semiconductor laser-excitation, fluorescence detection, NIR dye, and immunochemical techniques. The antibody is immobilized on the FFOI and utilized as a recognition component for trace amounts of specific antigen. The FFOI is constructed to utilize an antibody sandwich technique. The assay involves the immobilization of the capture antibody on the sensing tip of the FFOI followed by the exposure of the immobilized sensing tip to the antigen. The antigen-coated FFOI is then introduced to a second antibody previously labeled with the NIR dye. Typical measurements are performed in about 15 min. A semiconductor laser provides the excitation (780 nm) of the immune complex. The resulting emission is detected by a silicon photodiode detector (820 nm). The intensity of the resulting fluorescence is directly proportional to the concentration of the antigen. The sensitivity of the analysis reaches 10 ng/ml and the response time is 10–15 min.     

ICP-AES测定工业用氢氧化钠中Fe、Si、Ca和Mg

电感耦合等离子体-原子发射光谱法(ICP-AES)同时测定了工业用氢氧化钠中Fe、Si、Ca、Mg,探讨了功率对测定结果的影响,用离峰扣背景法消除背景干扰,用基体校正系数消除基体干扰,加标回收率在97.9%—105%之间。     

实时数字图像无损压缩的研究

针对实时数字图像的无损压缩方法进行了分析,采用三级5-3整数提升小波变换,小波变换的高频和低频系数分别采用不同的编码方法。进行了基于DSP和FPGA的压缩系统结构设计,提出了软、硬件并行的方法。进行三级小波变换时,硬件结构能够实现在对当前级小波变换的同时进行前一级小波变换的高频系数编码,提高了压缩系统的实时性。并对压缩系统的关键技术进行了研究。可以对80MB/s的数字图像进行无损压缩,压缩比可以达到1.68~1.8左右。     

小位移条件下混沌隔振装置的设计与研究

本文根据混沌隔振原理, 设计出小位移下的混沌隔振装置, 该装置能够在小位移下产生强非线性, 并且其线性部分与非线性部分完全区分开, 实验中易于调节其整体刚度, 以及线性和非线性项比例, 大大增加了该装置在工程中的应用前景. 并利用数值计算方法对特定参数下的隔振装置在简谐激励力作用下的运动进行分析, 证实了该混沌隔振装置的可行性.     

超高速撞击充气压力容器二次碎片减速运动建模研究

 针对空间碎片超高速撞击充气压力容器的二次碎片减速运动问题,首先根据弹丸撞击容器前壁后的破碎程度,将二次碎片分为弹丸未破碎、未完全破碎及完全破碎3种模式,分别建立了二次碎片未受气体扰动时的初始模型;然后采用理论分析手段,应用流体动力学、气-固两相流理论,对弹丸不同破碎模式下的二次碎片在容器内的运动过程进行分析,建立了二次碎片减速运动的计算模型,通过与数值模拟结果的比较,验证了计算模型的有效性。     

含散射闪光照相系统的布局优化

为了提高现有照相系统的图像品质,对使用CCD探测器的法国客体(FTO)照相布局进行了优化,获得最佳图像品质因子下的照相布局。研究结果为:在模糊实验测量结果和高斯分布近似下,系统放大倍率为2.0;后保护器件距离客体50 cm;系统布局总长与探测系统的噪声相关,噪声越大,布局总长越短,最优布局总长的范围为3~5 m;实验验证了这一结果。     

丁二酮肟光度法直接测定镍铬烤瓷合金中镍的研究

探讨了丁二酮肟光度法直接测定镍铬烤瓷合金中镍的可行性。样品经酸完全溶解,镍在氨性介质且有氧化剂（碘）存在时与丁二酮肟显色,测定吸光度结合标准加入法绘制校准曲线,从而直接测定镍含量。样品镍含量的平均值为63.3%,相对标准差为3.6%,加标回收率为91.97%—109.5%。丁二酮肟光度法可直接测定镍铬烤瓷合金中的镍,该方法简便、快速、结果可靠。