極端環境氣體聲速影響因素探究虛擬仿真實驗是皖西學院建設的虛擬仿真實驗課程。
基本介紹
- 中文名：極端環境氣體聲速影響因素探究虛擬仿真實驗
- 建設院校： 皖西學院
- 授課教師：趙江東、張波、張德根、張志林
- 課程負責人： 趙敏福
課程性質,教學目標,
課程性質
課程背景
大學物理實驗是高等理工科院校對學生進行科學實驗基本訓練的必修基礎課程,是學生接受 系統實驗方法和實驗技能訓練的開端,其中很多傳統的實驗是驗證性實驗,如《聲速測量》等,其主要目的是驗證物理理論。在這些實驗過程中,學生參與探究的環節少,因此不利於學生創新思維的培養。皖西學院基礎物理實驗省級教學示範中心緊緊圍繞”立德樹人”這個根本任務,聚焦套用型人才培養。在實驗教學中,以省級虛擬仿真項目一基 於聲控發光駐波法的聲速測定研究( 2018xfsyxm042 )為基礎,以其它教學項目為支撐,以自主研製實驗教學儀器為切入點,以現代信息技術為依託,強化改革不斷創新實驗教學方法。為了提高教學質量,在改革過程中以傳統實驗教學項目《聲速測量》為基礎,建設面向理工科學生的設計探究性虛擬仿真實驗教學項目。傳統實驗《聲速測量》只能測量標準大氣壓和室溫條件下的聲速,難以測量在不同溫度或不同壓強下的聲速。對於其它氣體,如CO,或-些有毒有害氣體,出於安全的考慮,更是難以開展。而在虛擬仿真實驗項目平台中,學生可以不受實驗教學時間和空間限制,以及實驗條件的限制,可以”零成本”地改變實驗條件,自行設計實驗方案和實驗參數,可以測量多種氣體(含有毒有害)在極端環境下的聲速,進而對其相關影響因素進行研究。同時可以進行線上線下教學互動,開展合作式、探究式學習,從而調動學生參與實驗的積極性和主動性,激發學生的學習興趣和潛能,增強學生創新創造能力。
本虛擬仿真實驗項目利用自主開發的駐波實驗儀,彌補了傳統物理實驗《聲速測量》的不足,採用逼真的虛擬環境, 打破了各種條件限制,通過自主設計實驗方案,研究多種氣體(含有毒有害)在極端環境下的聲速變化及其影響因素,利用控制變數法將傳統的驗證性項目改造成了設計探究性項目,填補國內同類項目空白。本項目智慧財產權明確，目的要素明晰,實驗技術、方法和模式創新,教學效果明顯,推廣套用空間十分廣泛。
教學目標
以我校”省級基礎物理虛擬仿真實驗教學示範中心”的真實實驗環境和設備為參考,實驗項目虛實結合,學生通過虛實結合的實驗演練，可以掌握如下實驗、實踐技能:
(1 )使學生熟悉儀器設備特性及基本操作;
( 2 )使學生熟悉聲速測量的工作原理;
(3 )使學生掌握聲速測量的方法;
(4 )使學生掌握測量極端溫度下氣體中的聲速與溫度間的關係;
(5)使學生掌握極端壓強下氣體中的聲速與壓強間的關係。
