折射率作为液体的基本物理特性参数,对浓度、温度、密度、电磁特性等理化参量的变化敏感,可用于鉴别物质、分析物性、测定参数等。折射率的测量实验作为理工科各专业学生的必修基础实验课程之一,在各院校常年开设。基于折射率的检测技术目前已被广泛应用于工业生产、食品安全、生物医药等领域。
本文旨在提出一种全新的实验教学思路,打破基本理论与工业生产需求间的壁垒,为学生从事相关仪器的设计、制造及高科技领域内的开发、创新奠定坚实的基础。该思路基于全反射原理,引导学生自主设计液体折射率测量实验方案,再以封闭管道内液体在线监测问题为切入点,激发学生潜力,融合CMOS图像传感技术和计算机技术对实验进行再开发,并最终实现光学图像自动采集和折射率实时、智能化分析。在教学实践中囊括了光学原理的综合应用、实验装置制作、结构优化设计、软件编程和数据处理等多方面技术。
1 教学内容的探索
2 教学方法的改革
3 结语
通过近四年的实验教学实践,学生对光学知识实用化的热情明显提升,创新应用素养不断提高。在实际教学中,教师要从设计教学内容做起,在学生掌握基本理论知识的情况下,做到科学引导与自主探究的有机统一,注重实践与理论相结合,真正意义上通过实验课程的改革,提升教学效果。
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石静瑜 张海涛 刘志存 卫芬芬 张宗权 陕西师范大学基础实验教学中心 |