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课程思政教学案例——王娜娜:大学物理实验

22/11/13 23:42:23  点击:[]

 

哈尔滨学院

课程思政教学案例

 

 

课程名称:大学物理实验

授课教师:王娜娜

课程类型:实践类课程

课程性质:必修

案例个数:5


案例5:实验 空气比热容比的测定

一、基本信息

课程名称

大学物理实验

授课教师/职称

王娜娜/讲师

课程类型

实践类课程

课程性质

þ必修  ¨选修

案例学时/总学时

3/36

授课对象及人数

土木2020-1/38

教学方式

¨线下   ¨线上   þ线上线下混合式

二、案例设计

本次课程目标:

1.用绝热膨胀法测定空气的比热容比。

2.观测热力学过程中状态变化及基本物理规律。

3.学习气体压力传感器和电流型集成温度传感器的原理及使用方法。

思政育人目标:

1.鼓励学生善于发现问题,分析事物的普遍联系性,分清主要矛盾、创新精神,从而提高学生的科学素养。

2. 培养学生实事求是的科学态度、团队协作的精神。

案例教学

内容

1.开启电源,将电子仪器部分预热20分钟,然后用调零电位器调节零点,把三位半数字电压表示值调到0,记录反映温度的电压值                

2.把活塞C2关闭,活塞C1打开,用打气球把空气稳定地徐徐压入贮气瓶B内,用压力传感器和AD590温度传感器测量空气的压强和温度,记录瓶内压强均匀稳定时的压强P                     和温度                 值(                 近似为                 ,但往往高于                

3.突然打开活塞C2,当贮气瓶的空气压强降低至环境大气压强                 时(这时放气声消失),迅速关闭活塞C2

4.当贮气瓶内空气的温度上升至室温                 时记下贮气瓶内气体的压强                 。(因实验过程中室温可能有变化,故只需等瓶内压强                 稳定即可记录,此时瓶中温度                 近似为                

5.利用公式计算,求得空气比热容比值

思政要素

切入点

1.本实验的实验原理是用绝热膨胀法测定空气的比热容比。

观测热力学过程中状态变化及基本物理规律。结合实验原理这一教学点鼓励学生在研究问题中要拓展思路,勇于创新,考虑如果在不同的取值区间内是否误差更大,分析原因,提高自身的科学素养。

2.在实验操作、数据采集过程中,严谨认真、实事求是的科学态度,以及协同合作、团队协作的精神。

教学策略

混合式教学

三、案例实施

500字以上,图文并茂)

一、实施过程

(一)问题讨论,引入实验

1.结合线上预习要求,设疑提出下列问题,引导学生进行讨论,从而带领学生自然走进实验教学。

1)我们在理论课中所学习的空气比热容的计算公式是什么?此公式的是如何推导的(2)本实验用的实验方法是什么。

(思政要素:鼓励学生分清主要矛盾,有理论联系实际的意识)

2.利用本实验课题的题目,引导学生发现空气比热容比的测定过程中,可测得的较稳定的物理量,从而引出实验原理的讲解。

1)本实验的题目是“空气比热容比的测定”,大家考虑实验内容3打开活塞C2放气时,当听到放气声结束应迅速关闭活塞,提早或推迟关闭活塞C2,都将影响实验要求,引入误差。

2提早或推迟关闭活塞C2,对实验结果的误差分析。

(思政要素:培养学生善于发现问题,创新精神,从而提高学生的科学素养)

3.将数学理论知识与物理实际问题相结合推演出比热容比与压强和温度之间的函数关系。

(思政要素:激励学生有理论联系实际的意识)

实验原理

由绝热过程方程得                                      1

由气体状态方程得                                  2

合并式(1)、(2),消去                                                                    3

由式(3)可以看出,只要测得                                                 就可求得空气的                

 

(二)学生实验操作过程:

(思政要素:在实验操作、数据采集过程中,严谨认真、实事求是的科学态度,以及协同合作、团队协作的精神)

 

IMG_20220321_162904

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(三)实验总结过程:

(思政要素:通过对所测实验数据的计算处理,将测量结果与理论值进行比较,实验是检验真理的标准的辩证唯物主义观点)

IMG_20220320_185232二、取得成效

首先在知识层面,通过本实验的教学,是学生加深了理论知识了理解。强化了百分差的计算方法和正确表示测量结果。

    其次在能力层面,通过本实验的教学,培养了学生的阅读能力、表达能力、操作能力以及报考撰写能力等。

    最后在思政层面,实验是检验真理的标准的辩证唯物主义观点;鼓励学生善于发现问题,能够根据实验的不用操作总结出产生误差的原因,从而提高学生的科学素养;  培养学生严谨认真、实事求是的科学态度、团队协作的精神。

三、教学反思

1.若引导学生探索不同的实验方法,进行实验并进行比较,更有利于学生实验眼界、实验思路的拓宽,有利于学生创新能力的提高。

2.对于同一设备,不用的数据范围和不同的操作情况,对实验精度进行比较,从而使学生加深对数据处理及百分差的理解。

3.本实验需要运用高等数学演绎、推导实验原理成为学习难点,影响了对实验原理理解。

 

 

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