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机电系统一体化建模与仿真实验课程建设

机电系统一体化建模与仿真实验课程建设
机电系统一体化建模与仿真实验课程建设

机电系统一体化建模与仿真实验课程建设

王江云

(北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院,北京100191)

基金项目:北京航空航天大学教学研究与实践基金支持(400380)

作者简介:王江云(19722),女,博士,副教授,主要从事飞行器建模与仿真的研究,E 2m ail:wangjiangyun@bu https://www.sodocs.net/doc/168515531.html,

李秀芝(19542),女,高级实验师,主要从事计算机建模与仿真的研究,E 2m ail:lixz1770@https://www.sodocs.net/doc/168515531.html,

摘 要:利用先进建模与仿真技术,开展了先进仿真技术人才培养实验/实践基地的建设工作,开发了一系列具有通用性、综合性的先进仿真技术系列实验课程。利用ADAM S 和MATL AB 等软件工具,进行机电系统一体化建模与仿真是本实验系列课程中的一类。通过讲授机电系统建模理论和方法,提供建模工具,重点培养学生利用建模与仿真工具进行复杂仿真系统的设计、分析和测试,提高解决实际工程问题的能力。关键词:建模与仿真;机电一体化;实验课程

Constructing Course of Mechatronic Modeling and Simulation Experimentation

WANG Jiang 2yun

(School of Au tomatic Science and Electrical Eng ineering ,BeiH ang Univer sity ,Beij ing 100191,Ch ina)

Abstr act:The base of cultivating students with advanced simulation technology is constructed in Beihang Univer sity.A series of common and integrated advanced simulation experimentation cour ses have been developed.Mechatr onic system modeling and simulation experimentation course is par t of those.T hrough teaching modeling theor y and simulation method,pr oviding modeling tools,such as ADAMS and MAT LAB,students abilities of solving complex engineer ing pr oblems are cultivated.Keywor ds:modeling and simulation;mechatronic;experimentation course

0 引言

仿真科学与技术是利用系统模型、计算机系统、物理效应设备等对实际或设想的系统进行动态实验研究的一门综合性、交叉性学科与技术。国内外很多高等院校开设了有关仿真科学与技术领域的课程,部分院校制定了系统的硕士、博士培养计划,培养该领域的高级专门人才。北京航空航天大学在仿真科学与技术领域理论课程建设、人才培养的过程中,多年来一直致力于实验课程的建设。2002年在国家/教育振兴计划0的支持下,利用先进仿真技术航空科技重点实验室几十年来的科研、教学研究成果,开展了先进仿真技术人才培养实验/实践基地的建设工作,开发了一系列具有通用性、综合性、前瞻性的先进仿真技术系列实验课程。

利用ADA MS 和MATLAB 等软件工具,进行

机电系统一体化建模与仿真,是本实验系列课程中的一类。通过讲授机电系统建模理论和方法,提供建模工具,重点培养学生利用建模与仿真工具进行复杂仿真系统的设计、分析和测试,提高解决实际工程问题的能力。

建模与仿真实验课程是软件实验,不同于理论教学,也不同于硬件实验教学,有其自身的特点和规律,更能引导学生的形象思维与抽象思维相结合,在培养学生能力方面有独到之处:

1)培养学生的学习兴趣和自学能力;

2)培养学生掌握软件工具基本的操作技能;3)培养学生从复杂事物中抽象科学问题,进行分析、解决问题的能力。

学习兴趣和自学能力是学好一门课程十分重要的两个方面。为了提高学生的学习兴趣,在第一次实验课上就应用多媒体方式,通过具体的实例分析,

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第31卷 增刊 电气电子教学学报

使学生了解实验目的和基本的实验方法。

1基于ADAMS和MATLAB的机电一体化建模与仿真过程

ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Me2 chanical System)是一个集建模、分析、可视化技术于一体的虚拟样机开发环境。机械工业中的虚拟样机技术又称为机械系统动态仿真技术,其核心是机械系统运动学和动力学建模仿真技术,同时还包括三维CAD建模技术、有限元分析技术、机电液控制技术、最优化技术等相关技术。研究范围主要是机械系统运动学和动力学分析,确定系统及其各构件在任意时刻的位置、速度和加速度,同时,通过求解代数方程组确定引起系统及其各构件所需的作用力及其反作用力。

2.1ADAMS建模过程

利用ADA MS软件可以建立和测试机械系统虚拟样机,实现在计算机上仿真分析复杂机电系统动力学特性。ADAMS将强大的分析求解功能与使用方便的用户界面相平衡,使该软件使用起来既直观又方便。另一方面,还可通过ADAMS提供的接口,与其他商用软件进行联合分析。如ADAMS中的ADAMS/Controls模块支持同EASY5、MA T2 LAB、MATRIX等控制系统设计、分析软件进行联合分析、设计,为工程项目开发和系统设计提供高效、快速的建模工具与实验环境。

在ADAMS软件中建模过程基本如下:

>建立机械系统模型,包括几何建模、施加运动副和运动约束、施加载荷;

>进行仿真分析;

>对仿真结果进行分析,验证仿真结果的正确性;

>根据需要,或者精制机械系统模型,或者定义设计变量,重新设计、仿真分析;

>机械系统优化设计、分析。

ADAMS软件是以多刚体动力学为理论基础开发的。求解微分方程,采用刚性积分算法;求解代数方程,采用修正的Newton2Raphson迭代算法;求解线性方程,采用稀疏矩阵技术以提高运算的效率。

2.2ADAMS与MATLAB联合建模与仿真

使用ADA MS和MATA LB软件工具,机械工程师和控制工程师可以基于同一个样机模型进行设计、调试和仿真实验,对机械系统和控制系统进行反复的联合调试,直到获得满意的设计效果,然后进行物理样机的建造和调试。基本过程如图1

所示。

图1ADAMS和MATLAB软件联合仿真过程

首先在ADA MS中,建立研究对象的机械系统模型,确定机械模型的输入输出参数。输入输出是相对A DAMS模型而言的,表示从ADAMS/Con2 trols输出到控制程序的变量。而输入是指从控制程序返回到ADAMS的变量,表示控制程序的输出。然后在MAT LAB软件中设计控制算法,进行机械系统动力学模型和控制系统模型的联合仿真。

2实验内容安排

本实验是面向全校各专业学生的公共选修课,通过为学生提供建模、验模、仿真方法分析与实践的工具、平台,培养学生采用先进仿真技术解决科学研究及工程实践问题的能力,为培养创新型、高素质人才提供支持。

选修本实验的学生专业范围广,不同专业背景的同学应用目的不一样,掌握ADAMS软件和MATLAB软件的程度也不一样。针对不同类型的学生,实验内容分为两种类型:基础性实验和专业实验。同学们可以根据自身情况进行选择,只要完成一类实验即可。

基础性实验主要要求学生掌握ADAMS软件和MATLAB软件的基本使用方法,针对不同的研究对象,能在ADAMS中利用基本的杆、体、连接副等构件建立简单的机械系统动力学虚拟样机模型,能在MAT LAB软件中设计简单的控制律,并通过ADAMS/Control接口,进行两者的联合仿真分析。基础性实验需要在给定的实验项目中进行选择,根据给出的部件或系统的工作原理、方块图等条件,建立对象的模型。规定实验项目包括:(1)太阳帆板光源跟踪系统;(2)单倒立摆系统;(3)桥式起重机控制系统设计;(4)跷跷板控制系统;(5)弹簧振动系统;

(6)摩托车缓冲系统;(7)双蓄水槽系统;(8)永磁直流电机调速系统。

专业实验是对ADAMS软件工具特定专业领域的深入研究,主要面向对ADAMS软件有一定基础的学生。采用ADAMS软件建立机械装置虚拟

54电气电子教学学报2009年9月

样机(可以在ADAMS 中建立几何模型,也可以将由其他CAD 软件生成的几何模型输入),对所建模型在可视化环境下进行力学、运动学、动力学、柔性特性解算和分析。本部分实验不指定具体的实验内容,实验内容可涉及:(1)进行精细三维机械模型设计,对所建模型在A DAMS 可视化环境下进行力学、运动学、动力学等分析;(2)机械系统柔性特性分析;(3)ADA MS/Car 轿车悬挂系统分析;(4)AD 2AMS/Aircraft 飞机起落架系统分析等。

3 实验设计实例

为了说明机电系统一体化建模与仿真实验过程,以单倒立摆系统为例,进行实验过程的说明。3.1 建立单倒立摆机械系统模型

根据给定的系统参数,在ADAMS 中建立单倒立摆机械系统模型。如图2

图2 在ADAMS 软件中建 图3 状态变量定义

立的单倒立摆模型

小车被抽象为方块表示,利用一个棱柱运动副将其限制为仅有一个水平方向上的自由度。倒立摆是一个连杆机构,利用铰链将其和小车固联,摆的质量集中在放置在摆尖的小球上。系统参数规定为小车质量1kg,摆质量0.1kg,摆长0.5m 。然后确定系统的输入输出状态变量,如图3。根据系统原理,有一个输入变量,即作用在小车上的力,这个力是由MAT LAB 软件中控制系统输出的。四个输出变量,分别是小车的速度和位移,摆的速度和位移,用来设计控制算法。3.2 设计控制算法

采用全状态反馈控制算法。进行数学模型线性化,然后求解状态反馈增益阵K,K =[251.9127,211.5255,213.2653,210.0510]。

3.3 联合仿真

通过ADAMS/control 接口,从ADAMS 中导出系统动力学模型,导入到MTALBA/SIMU LINK 工作环境。如图4

所示。

图4 在MATLAB/SIMULINK 空间设计控制率

阶跃输入1为0s 开始、幅值为10的阶跃信号,阶跃输入2为0.5s 开始、幅值为210的阶跃信号。二者叠加后为宽度为0.5s,幅值为10的干扰输入,用于验证系统的控制效果。仿真参数设置为:仿真时常为5s,计算步长为定步长,选用ode4龙格2库塔方法。仿真结果见图5和图6

图5 摆球角速度响应曲线 图6 小车速响应曲线

由联调结果可以看出,系统在3秒内达到平衡状态,达到实验目的。

4 总结

培养学生具备建模与仿真的基础理论知识,利用建模与仿真技术解决实际问题的能力越来越重要。利用ADAMS 和MA TLAB 建立机电系统模型,并进行仿真分析是一类具有代表性的仿真实验。很多同学在选修完实验课后,普遍感到收益很大。开设先进仿真实验可以:(1)使学生了解到AD 2AMS 、MAT LAB 等许多建模与仿真工具的强大功能,会在工程实践中利用第三方软件,解决本领域问题;(2)知道可以通过建模与仿真手段来解决问题,这是一种新的思路和方法;(3)学习了基本的建模理论和仿真方法,对以后的应用奠定了基础。参考文献

[1] 郑建荣.ADAMS )))虚拟样机技术入门与提高.北京:机械

工业出版社,2007

[2] 李增刚.ADAMS 入门详解与实例.北京:国防工业出版社,2007[3] 陈军.MSC.ADAMS 技术与工程分析实例.北京:中国水利

水电出版社,2008

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第31卷 增刊 电气电子教学学报

大学物理实验课程简介Word版

《大学物理实验》课程简介 及教学大纲 课程编号: 适用专业:工科类通用 学制:四年本科 学时:60学时 学分: 石家庄经济学院教务处审定 二零零五年三月

编写朱孝义张素萍 审定张道明 讨论朱孝义张素萍赵惠裘平一郭涛

目录 一.物理实验课的地位、任务和作用 (4) 二.实验内容及基本要求 (4) 三.实验课程安排及课时分配 (7) 四.对各个实验的具体教学要求 (8)

本大纲是依据国家教委颁发的《高等工业学校物理实验课程教学基本要求》,并结合我校的具体情况制定的。 一、物理实验课的地位、任务和作用 物理实验是对高等工业学校学生进行科学基本训练的一门独立的必修基础课程,是学生进入大学后受到的系统实验方法和实验技能训练的开端,是工科类专业对学生进行科学实验训练的重要基础。 物理学是一门以实验为基础的科学,物理实验教学和物理理论教学具有同等重要的地位,它们既有深刻的内在联系和配合,又有各自的任务和作用。 本课程应在中学物理实验的基础上,按照循序渐进的原则,学习物理实验知识、方法和技能,使学生了解科学实验的主要过程与基本方法,为今后的学习和工作奠定良好的基础。 本课程基本任务: 1.通过对实验现象的观察、分析和对物理量的测量,学习物理实验知识,加深对物理学原理的理解。 2.培养与提高学生的科学实验能力,其中包括: (1)能够自行阅读实验教材和资料,作好实验前的准备。 (2)能够借助教材或仪器说明书正确使用常用仪器。 (3)能够应用物理学理论对实验现象进行初步分析判断。 (4)能够正确记录和处理实验数据,绘制曲线,说明实验结果,撰写合格的实验报告。 (5)能够完成简单的设计性实验。 3.培养与提高学生的科学素养,要求学生具有对待科学实验一丝不苟的严谨态度和实事求是的科学作风。 二、实验内容及基本要求 1.绪论: 教学内容(教师讲授) (1)物理实验课的教学任务、教学方式、预习和实验报告的要求及实验室规则。 (2)介绍测量误差、有效数字及数据处理的基础知识,内容包括:测量分类、测量误差的基本概念、系统误差的分析、偶然误差的估 计、直接测量结果的误差表示、间接测量的误差计算。有效数字 的性质和运算。处理实验数据的一些重要方法,例如:列表法、

建筑工程学院虚拟仿真实验室建设方案要求

建筑工程学院虚拟仿真实验室建设方案要求 一、硬件设备及功能要求 在针对BIM设计/办公场景评估并实现能够替代PC电脑/工作站方案,降低学校设备运维成本,优化使用体验,提升设计/教学效率和效果。结合目前学校现状、需求及挑战,建设一个完善的软件定义的BIM云平台,最终将达到以下目标: 1、统一的BIM云平台 根据BIM业务需要建设统一的基础设施云平台(IaaS),整合计算、存储、GPU和网络资源,将业务应用整合,云化部署迁移到数据中心的云计算平台,在实现数据统一的基础上通过统一的云平台管理界面进行资源的调度和管理。通过集中管理的桌面云提供随时随地的桌面访问、灵活的教育教学和统一的后端运维管理,同时实现更高的安全性、控制能力并节省IT运维费用。 2、资源全面池化 将计算、存储、GPU、网络资源整合成为可以统一管理、弹性调度、灵活分配的资源池,每个应用系统不再占用独立的物理服务器、存储和网络资源,而是与其他应用系统一起,共享基础平台的资源,以虚拟机的形式独占其中部分逻辑资源。 3、提供标准化的资源服务 合理划分计算存储网络等资源,针对各类业务需求提供标准化且可按需调整的支撑资源配置,进行自动化部署和维护,快速提供标准、安全和稳定的资源服务。统一管理各种资源,并根据业务系统对计算能力、存储I/O、网络带宽等需求,提供不同级别的资源服务。 4、随需分配和回收资源 未来新建应用系统或扩容、迁移应用系统,只需根据需求从资源池中直接获取资源即可快速完成,而不必额外申请购买硬件设备。在业务系统生命周期完结后,也可释放资源回到资源池。这样既提升了业务部署效率,又提升了资源利用率,降低了运维复杂度,从而降低了总体拥有成本。

数控车床模拟仿真实验指导书

数控车床编程加工模拟仿真实验指导书 一、实验目的 1.了解数控车床编程仿真软件。 2.利用仿真软件,学习数控车床的编程加工仿真过程,为实际FANUC 0 i—TC数控车床操作加工打下良好基础。 3.能够对给出零件图进行模拟仿真编程加工。 二、实验设备 计算机、宇龙数控仿真软件 三、预习与参考 1.数控车床的加工特点 数控车床是数字程序控制车床(CNC 车床)的简称,它集通用性好的万能型车床、加工精度高的精密型车床和加工效率高的专用型普通车床的特点于一身,是国内使用量最大、覆盖面最广的机床之一。 数控车床主要用于轴类和盘类回转体零件的加工,能够自动完成内外圆柱面、圆锥面、圆弧面、螺纹等工序的切削加工,并能进行切槽、钻、扩、铰孔和各种回转曲面的加工。数控车床具有加工效率高,精度稳定性好,加工灵活、操作劳动强度低等特点,特别适用手复杂形状的零件或中、小批量零件的加工。 2.车床原点、车床参考点、程序原点 车床原点又称机械原点,它是车床坐标系的原点。该点是车床上的一个固定点,是车床制造商设置在车床上的一个物理位置,通常不允许用户改变。车床原点是工件坐标系、车床参考点的基准点。车床的机床原点为主轴旋转中心与卡盘后端面的点。 车床参考点是机床制造商在机床上用行程开关设置的一个物理位置,与机床原点的相对位置是固定的,车床出厂之前由机床制造商精密测量确定。 程序原点是编程员在数控编程过程中定义在工件上的几何基准点,有时也称为工件原点,是由编程人员根据情况自行选择的。 3. FANUC 0 i—TC车床面板操作说明

按钮名称功能说明 进给倍率调节进给倍率,调节范围为0~150%。置光标于旋钮上,点击鼠标左键,旋钮逆时针转动,点击鼠标右键,旋 钮顺时针转动。 单段将此按钮按下后,运行程序时每次执行一条数控指令。空运行进入空运行模式 跳段当此按钮按下时,程序中的“/”有效。 机床锁住机床锁住 尾架暂不支持 回零进入回零模式,机床必须首先执行回零操作,然后才 可以运行。 手轮倍率X1、X10、X100分别代表移动量为0.001mm、0.01mm、 0.1mm。 轴选择手轮方式时按下表示手轮移动Z轴,否则表示手轮移 动X轴 复位机床复位 主轴倍率每按一次主轴转速减少10%,每按一次主轴转速增加10%,按主轴转速恢复为100% 机床移动手动方式下-X/+X/-Z/+Z方向移动机床 快速移动手动方式下配合-X/+X/-Z/+Z方向快速移动机床自动进入自动加工模式。 编辑进入编辑模式,用于直接通过操作面板输入数控程序 和编辑程序。 MDI 进入MDI模式,手动输入指令并执行。 JOG 手动方式,连续移动。 手摇进入手轮模式 主轴控制主轴正转/停止/反转 循环启动程序运行开始,系统处于自动运行或“MDI”位置时按下有效,其余模式下使用无效。 停止运行程序运行停止,在程序运行过程中,按下此按钮运行暂停,再按循环启动从头开始执行。 系统开关系统启动、系统停止紧急停止紧急停止 手轮将光标移至此旋钮上后,通过点击鼠标的左键或右键 来转动手轮。

物理学科实验室建设方案(参考)

物理学科实验室建设方案(参考) 1.基础物理及近代物理实验室 1.1实验项目列表(参考) (1)基础物理及近代物理实验(分五个层次安排教学) 第一层次(基本实验、必做) 安排力热学6个、电磁学6个、光学4个,这类实验难度不高,适合全校理工科各专业学生学习和基本训练,此阶段主要目的是让学生学习和掌握基本实验程序、基本操作技能、基本实验方法、常用仪器使用、以及掌握数据处理的一般方法及对实验结果的评价等。 第二层次物理实验分两轮进行: 第一轮(必做),安排12—16个物理规律的研究实验,这类实验适合物理专业的学生学习和训练,理工科学生可选修。此段物理实验课程,要求学生学习如何做好实验,学习研究物理规律和分析实验现象的思想和方法,学习分析和评价实验结果。 第二轮(选做)安排涉及学科内容较广的提高性实验和限制性设计实验6—8个,学生通过此阶段的训练,可激发学生强烈的学习热情,变被动学习为主动学习,从而培养和提高学生的综合思维和创造能力。 第三层次(综合、设计性、研究性实验、选做) 此阶段实验室对学生实行开放。为学生提供发展个性和施展才能的机会,学生通过做开放实验,从成功和失败中得到训练,得到整体素质的提高,为今后近

代物理实验和研究创新型实验奠定一定的基础。 第四层次近代物理实验(必做、) 第五层次近代物理实验(选修) 近代物理实验教学不仅是对物理教育本科学生开设,许多与物理有关或相关专业的学生亦应加入近代物理实验的学习。 (2)演示实验 a.在教学楼内应设有专门的演示实验教室,其附近应配有相应的设备保管室。配合大学物理理论进行教学,演示实验教室同时应具有多媒体教室的功能。 b.开放式演示实验室:应具有下列特点: ①经典性。能将某些经典的物理实验(尤其是获诺贝尔奖的物理实验演示出来)。 ②现代性。采用现代声光视频技术。 ③知识性:将重要的物理实验、物理现象,现代物理学进展知识介绍或展示出来。 ④同时具有多媒体教室的功能,配合基础物理实验室,近代物理实验室进行实验背景教学和科技动态教学。 ⑤亦可作为有兴趣的学生自己动手做一些小实验、小制作。 (3)仿真实验 建立仿真实验室,为学生在计算机上模拟、设计实验提供条件。 以上各实验室应有网络端口,都应可以进行虚拟物理实验,各室均可调阅

虚拟仿真(虚拟现实)实验室解决方案设计

数虎图像提供虚拟仿真实验室硬件设备搭建和内容制作整体解决 方案 虚拟现实实验室是虚拟现实技术应用研究就的重要载体。 随着虚拟实验技术的成熟,人们开始认识到虚拟实验室在教育领域的应用价值,它除了可以辅助高校的科研工作,在实验教学方面也具有如利用率高,易维护等诸多优点.近年来,国内的许多高校都根据自身科研和教学的需求建立了一些虚拟实验室。数虎图像拥有多名虚拟现实软硬件工程师,在虚拟现实实验室建设方面有着无与伦比的优越性! 下面请跟随数虎图像一起,让我们从头开始认识虚拟现实实验室。【虚拟现实实验室系统组成】: 建立一个完整的虚拟现实系统是成功进行虚拟现实应用的关键,而要建立一个完整的虚拟现实系统,首先要做的工作是选择确实可行的虚拟现实系统解决方案。 数虎图像根据虚拟现实技术的内在含义和技术特征,并结合多年的虚拟现实实验室建设经验,最新推出的虚拟现实实验室系统提供以下组成:

虚拟现实开发平台: 一个完整的虚拟现实系统都需要有一套功能完备的虚拟现实应用开发平台,一般包括两个部分,一是硬件开发平台,即高性能图像生成及处理系统,通常为高性能的图形计算机或虚拟现实工作站;另一部分为软件开发平台,即面向应用对象的虚拟现实应用软件开发平台。开发平台部分是整个虚拟现实系统的核心部分,负责整个VR场景的开发、运算、生成,是整个虚拟现实系统最基本的物理平台,同时连接和协调整个系统的其它各个子系统的工作和运转,与他们共同组成一个完整的虚拟现实系统。因此,虚拟现实系统开发平台部分在任何一个虚拟现实系统中都不可缺少,而且至关重要。 虚拟现实显示系统: ·高性能图像生成及处理系统 ·具有沉浸感的虚拟三维显示系统 在虚拟现实应用系统中,通常有多种显示系统或设备,比如:大屏幕监视器、头盔显示器、立体显示器和虚拟三维投影显示系统,

数控加工工艺课程设计说明书(DOC 22页)

数控加工工艺课程设计说明书(DOC 22页)

《数控加工工艺》课程设计说明书 班级: 学号: 姓名】 指导老师:】

1.设计任务 本次课程设计是通过分析零件图,合理选择零件的数控加工工艺过程,对零件进行数控加工工艺路线进行设计,从而完成零件的数控加工程序的编写。使零件能在数控机床上顺利加工,并且符合零件的设计要求。 2.设计目的。 《数控加工工艺课程设计》是一个重要的实践性教学环节,要求学生运用所学的理论知识,独立进行的设计训练,主要目的有: 1 通过本设计,使学生全面地、系统地了解和掌握数控加工工艺和数控编程的基本内容和基本知识,学习总体方案的拟定、分析与比较的方法。 2 通过对夹具的设计,掌握数控夹具的设计原则以及如何保证零件的工艺尺寸。 3 通过工艺分析,掌握零件的毛坯选择方式以及相关的基准的确定,确定加工顺序。 4 通过对零件图纸的分析,掌握如何根据零件的加工区域选择机床以及加工刀具,并根据刀具和工件的材料确定加工参数。 5 锻炼学生实际数控加工工艺的设计方法,运用手册、标准等技术资料以及撰写论文的能力。同时培养学生的创新意识、工程意识和动手能力。 3.设计要求: 1、要求所设计的工艺能够达到图纸所设计的精度要求。 2、要求所设计的夹具能够安全、可靠、精度等级合格,所加工面充分暴露出来。 3、所编制的加工程序需进行仿真实验,以验证其正确

4.设计内容 4.1分析零件图纸 零件图如下: 1.该零件为滑台工作台,是一个方块形的零件。图中加工轮廓数据充分,尺寸 清晰,无尺寸封闭等缺陷。 2.其中有多个孔有明确的尺寸公差要求和位置公差要求,而无特殊的表面粗糙 度要求,如70+0.1、102+0.1、80+0.1、100+0.1、13.5+0.05、26+0.05.

大学物理实验课程教学大纲

大学物理实验课程教学大纲 课程名称:大学物理实验 英文名称:College Physics Experiment 实验课程编号:110309 课程性质:基础必修课 课程属性:工科各专业本科生必修 教材名称:《大学物理实验》 实验指导书名称: (无) 课程总学时:56 实验总学时:56 开设实验项目数:17 总学分:3.5 应开实验学期:一年级第2学期,二年级第1学期 适用专业:工科各专业本科生 先修课程:高等数学 本大纲主撰人:凌亚文 审核人:王占民 一、 课程的目标及基本要求 物理学是一门实验科学。物理规律的发展及其理论的建立,都必须以严格的物理实验为基 础,并受到实验的检验。 为了适应社会飞速发展的要求,需要培养大量有创造性的工程技术人才。为此要求工科大 学毕业生,不仅要具有较宽广的基础理论知识, 而且还要具有能从事现代科学实验的较强能力。 物理实验是学生入学后,受系统实验技能训练的开端,是一系列实验训练的重要基础。因此, 在整个物理学的教学过程中,必须十分注意实验技能的训练,物理实验应与理论教学具有同等 重要的地位,而不是作为理论课的附属环节。 二、 课程实验的目的要求 在一定的物理知识和中学物理实验的基础上,对学生进行实验方法和技能的基础训练。要 求学生弄懂实验原理,了解一些物理量的测量方法。要求学生熟悉常用仪器的基本原理和性能, 并了解使用方法。要求学生能够正确记录、处理实验数据,分析判断实验结果,并能写出比较 完整的实验报告。培养和提高学生观察、分析实验现象的本领和独立工作能力。并通过实验中 的观察、测量和分析,加深对物理学中某些概念、规律和理论的理解。培养学生严肃认真的工 作作风,实事求是的科学态度和爱护国家财产、遵守纪律的优良品德。 三、 适用专业 工科各专业本科生。 四、实验方式与基本要求 西安建筑科技大学 负责人:史彭

远程虚拟仿真实验室教学系统

电力电子虚拟仿真教学实验平台 实验室建设背景 目前的高等教育中,越来越强调对学生实践能力的培养,实验教育成为理工科教育的一个至关重要的环节。然而,随着各学科实验项目和学生人数的增多,传统的电气实验室和实验仪器数量很难满足学生的需求,在教学和学生使用上的不便之处也慢慢凸现出来。如何解决传统实验教学资源分配不足、实验方式过于刻板、实验器材维护费时费力、实验内容固定难以拓展等问题,是目前新工科建设、课程改革内容中一个讨论的热点。 在对创新型实验建设的需求日益明确之际,仿真实验教学的概念开始成为学校关注的重点。仿真教学实验是一种基于软件技术构建的虚拟实验教学系统,是现有各种教学实验室的数字化和虚拟化,为开设各种专业实验课程提供了全新的教学与科研环境。因此建设仿真实验室可以与实物实验室互补,它除了可以辅助高校的科研工作,在实验教学方面也具有如利用率高,易维护等诸多优点。近年来,国内的许多高校都根据自身科研和教学的需求建立了一些高科技的仿真实验室。 远宽解决方案 远宽能源除了将仿真技术应用于科研与工业测试,也率先将该技术引入到了教学实验室建设中。对于不同的实验内容与实验类型,远宽能源提出了如下的仿真实验建设的解决方案:实时仿真实验和远程虚拟仿真实验。

1. 实时仿真实验 远宽能源将先进的FPGA小步长实时仿真技术应用到教学实验室建设中,小步长实时仿真技术使它能够覆盖电力电子、电机驱动、新能源等多个电力电子相关应用的创新教学实验以及研究的需求。基于图形化系统建模,模型一键下载,无需FPGA编程编译,大大增强了产品的易用性;同时实验平台还配置了硬件控制器(TI的DSP或者NI的GPIC),和仿真器构成完整的闭环系统。实时仿真实验系统如下图所示:

物流实验室建设方案

河南经贸职业学院物流专业实验室建设方案随着物流管理专业在众多高职院校的先后设立,招生规模的不断扩大,物流实验室建设已成为高职院校近几年的热门话题,也成为各高职院校近几年实验室建设的重大投资项目之一。参考有关兄弟院校的物流实验室情况,结合我校实际情况做出以下规划: 1 物流实验室的类型 据调查了解,高职院校物流实验室的类型主要有以下几种: (1)物流管理软件实验室。 这是指以物流模拟教学软件、第三方物流管理教学软件等为主的,兼有电子商务贸易流程、国际贸易实务软件、运输、仓储管理软件等的物流管理软件模拟实验室。此类实验室在高职院校现有的物流实验室中约占75?80%。实验室的主要功能是通过软件来模拟第三方物流企业或企业物流部门商品流转的整个操作流程。通过上机操作,学生对物流流程、物流概念有了一定的了解。但是,由于毕竟是模拟操作,学生对物流过程中的技术操作,特别是现代物流技术的操作仍然是纸上谈兵。高职院校要培养的人才是具有一定操作水平的 高技能人才,而非管理人才,如果学生缺乏动手能力,那就无法成为高技能人才。 (2)物流设备实验室这是指以仓储中心或配送中心的物流设备为主的物流设备实验室。此类实验室在现有的高职院校物流实验室中约占20%。主要的硬件设备有货架、条码打印机、条码阅读器、条码检测仪、无线手持数据采集终端、叉车、物流箱、输送机等;实验室的主要功能是模拟配送中心货物流转、装箱理货、入库操作、出库操作、半自动分拣、人工补货、包装、贴条码标签、叉车使用等。学生们通过直接动手操作,对物流设备概念就有了感性认识,也学会了简单物流设备的使用。但是,由于资金的限制,高职院校物流设备的先进性、自动程度无法与大型物流企业或物流配送中心比拟,所以学生们无法在学校真正学到先进的物流技术。 (3)物流综合实验室这是指完全按现代物流企业的模式建立的物流综合实验室。此类实验室在高职院校所占的比例较小。实验室功能齐全,能够全面培养物流专业学生所需的职业能力。但是,实验室需要近千万元资金的投入,因此大部份高职院校都望而却步。同时,此类实验室由于完全按照物流企业的模式建立,其可操作性问题得不到充分解决。 在学院进行物流实验室建设时,要根据我们自己的实际情况,形成符合自己情况的建设思路与方案。 2 高职物流管理专业实验室的建设原则物流实验室建设应当坚持以下原则: (1)先进性原则在实验室建设理念上要强调先进性,追踪现代物流技术和实验教学手段的最新发展动态,将计 算机网络技术、多媒体技术、模拟仿真技术、自动识别技术、数码监控技术、信息管理与决策技术等多种新技术手段进行综合运用,保证实验室建设的先进性。 (2)教学性原则物流管理专业设置四个专业方向,每一个专业方向的核心课程约有10门,每一门课程都要加强实训环节,争取实训比重达40%左右。物流实验室建设要满足教学课程实训的需要,把满足教学需要作为实验室建设的目标之一。 (3)系统化原则物流实验室建设要强调系统性,模拟物流作业全过程,其物流系统要根据大型物流项目实施的 背景,在此基础上提炼总结出相对标准的作业流程。要以通用的、相对标准的、先进的物流业务流程为核心,结合条码技术、信息采集技术、自动化控制系统等物流技术,让学生在实训 场所完成一系列物流操作,从而得到全方位的训练。 (4)开放式原则物流实验室可以面向学生开放,实现教学资源的最大化利用,通过网络教学、实验室开放等措施,建立起开放式的教学环境。 (5)经济性原则 物流实验室的配置要量力而行,注重节约,在系统和设备的采购上要考虑性价比高的对象,特

数控仿真课程设计

目录 1 前言 (1) 2 设计任务书 (2) 3 课题设计说明 (3) 3.1零件1工艺分析 (3) 3.1.1结构分析 (3) 3.1.2尺寸分析 (3) 3.1.3表面粗糙度的分析 (4) 3.2零件2工艺分析 (4) 3.2.1结构分析 (4) 3.2.2尺寸分析 (4) 3.2.3表面粗糙度的分析 (4) 3.3制定机械加工工艺方案 (4) 3.3.1零件1工艺加工路线设计 (4) 3.3.2零件1加工工序设计 (5) 3.3.3零件2工艺加工路线设计 (5) 3.3.4零件2加工工序设计 (6) 3.4选择数控机床 (6) 3.5编制数控技术文档 (6) 3.5.1编制数控加工工序卡 (6) 3.5.2编制刀具调整卡 (9) 3.6程序编制 (10) 3.7仿真加工 (16) 课程设计小结 (27) 参考文献 (28) 附录 (29) 附录1零件1CAD图 (29) 附录2零件2CAD图 (30) 附录3零件1数控加工刀具卡片 (31) 附录4零件2数控加工刀具卡片 (32)

1 前言 数控技术是现代制造技术的基础,它的广泛应用使普通的机械被数控机械代替,使全球制造业发生了根本的变化是实现工业、国防现代化的重要途径。数控技术的发展水平也是国家综合国力的一种重要体现。数控技术已成为我国制造业的关键技术,数控技术使制造业正进入一个蓬勃发展的时期,但是对数控技术的需求也是越来越高。 数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,也使制造业成为工业化的象征,而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,它对国名生计相关的行业的发展起着越来越重要的作用。 当今世界各国制造业广泛采用数控技术,提高制造装配能力,提高对多变的市场的适应能力和提高自己的竞争力。数控技术使传统的制造业实现了自动化、集成化,大大提高产品质量,减少了劳动生产力的浪费,提高了生产效率。它的广泛应用使传统制造业的生产方式、产品结构发生了巨大的变化和发展,抛弃了传统制造业生产落后,效率低下的缺点。这次课程设计让我掌握了数控车床、数控加工工艺,学会的程序编程以及数控仿真,对数控知识有了更加深入透彻的了解认识。 1

大学物理实验报告书(共6篇)

篇一:大学物理实验报告1 图片已关闭显示,点此查看 学生实验报告 学院:软件与通信工程学院课程名称:大学物理实验专业班级:通信工程111班姓名:陈益迪学号:0113489 学生实验报告 图片已关闭显示,点此查看 一、实验综述 1、实验目的及要求 1.了解游标卡尺、螺旋测微器的构造,掌握它们的原理,正确读数和使用方法。 2.学会直接测量、间接测量的不确定度的计算与数据处理。 3.学会物理天平的使用。 4.掌握测定固体密度的方法。 2 、实验仪器、设备或软件 1 50分度游标卡尺准确度=0.02mm 最大误差限△仪=±0.02mm 2 螺旋测微器准确度=0.01mm 最大误差△仪=±0.005mm 修正值=0.018mm 3 物理天平 tw-0.5 t天平感度0.02g 最大称量 500g △仪=±0.02g 估读到 0.01g 二、实验过程(实验步骤、记录、数据、分析) 1、实验内容与步骤 1、用游标卡尺测量圆环体的内外径直径和高各6次; 2、用螺旋测微器测钢线的直径7次; 3、用液体静力称衡法测石蜡的密度; 2、实验数据记录表 (1)测圆环体体积 图片已关闭显示,点此查看 (2)测钢丝直径 仪器名称:螺旋测微器(千分尺)准确度=0.01mm估读到0.001mm 图片已关闭显示,点此查看 图片已关闭显示,点此查看 测石蜡的密度 仪器名称:物理天平tw—0.5天平感量: 0.02 g 最大称量500 g 3、数据处理、分析 (1)、计算圆环体的体积 1直接量外径d的a类不确定度sd ,sd=○ sd=0.0161mm=0.02mm 2直接量外径d的b类不确定度u○ d. ud,= ud=0.0155mm=0.02mm 3直接量外径d的合成不确定度σσ○ σd=0.0223mm=0.2mm 4直接量外径d科学测量结果○ d=(21.19±0.02)mm d = 5直接量内径d的a类不确定度s○

虚拟仿真实验教学中心平台建设方案

湖北警官学院虚拟仿真实验教学建设方案 一、方案背景 虚拟仿真实验教学是高等教育信息化建设和实验教学示范中心建设的重要内容,是学科专业与信息技术深度融合的产物。为贯彻落实《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》(教高〔2012〕4号)精神,根据《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》,教育部决定于2013年启动开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作。其中虚拟仿真实验教学的管理和共享平台是中心建设的重要内容之一。 目前,大多数高校都有针对课程使用实验教学软件,但由于每个专业或课程的情况不同,购买的软件所采用的工作环境、体系结构、编程语言、开发方法等也各不相同。由于学校管理工作的复杂性,各校乃至校内各专业的实验教学建设大都自成体系,各自为政,形成了“信息孤岛”。主要面临如下问题:? 管理混乱,各种实验教学软件缺乏统一的集中管理。 ? 使用不规范,缺乏统一的操作模式和管理方式; ? 可扩展性差,无法支持课程和相应实验的扩展; ? 各系统的数据无法共享,容易形成“信息孤岛”; ? 缺乏足够的开放性; ? 软件部署复杂,不同的软件不能运行在同一台服务器上; 二、方案目标 该方案的目标就是高效管理实验教学资源,实现校内外、本地区及更广范围内的实验教学资源共享,满足多地区、多学校和多学科专业的虚拟仿真实验教学的需求。平台要实现学校购置的所有实验软件统一接入和学生在平台下进行统一实验的目的,通过系统间的无缝连接,使之达到一个整体的实验效果,学校通过该平台的部署,不仅可以促进系统的耦合度,解决信息孤岛的问题,还可以使学校能够迅速实施第三方的实验教学软件。 平台提供了全方位的虚拟实验教学辅助功能,包括:门户网站、实验前的理论学习、实验的开课管理、典型实验库的维护、实验教学安排、实验过程的智能指导、实验结果的自动批改、实验成绩统计查询、在线答疑、实验教学效

物理学专业培养方案

西华师大 西华师范大学物理与电子信息学院办学目标定位 以师为本,协调发展综合性、实用型、开放式的本科层次,积极推进研究生教育。把我院建设成为立足四川,面向西部,辐射全国,以物理教育学科为主体,应用电子技术、电子信息类等多学科协调发展的、在省内外有一定影响的、具有较高水平的学院。 ?培养目标:具有扎实外语、数学基础,系统掌握物理学的基本理论,具有现代教育理论和掌握现代教育手段并能从事物理教学的教师和其它高级专门人才。 ?主干课程:外语、高等数学、数学物理方法、力学、电磁学、热学、光学、原子物理学、理论力学、热力学及统计物理、电动力学、量子力学、计算机应用基础、电工学、电子技术基础、教育 学、心理学、普通物理实验及现代教育技术等课程。 ?就业方向:高等学校和中等学校的物理类课程和相近专业课程的教学及其研究和管理工作。 指导思想 本科专业建设工作必须坚持以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导,坚持科学发展观,以《中国教育改革和发展纲要》为指针,大力加强改革,以重点学科建设为龙头,建设一支教学科研型高素质的师资队伍,建设省内一流的基础实验室,建立全新的人才培养模式,培养高素质创新人才。 学校本科专业规划建设要符合国家和地方对人才培养的需要,物理学专业属理科范围,结合我院的师资、实验、管理等条件,本专业定位为以师范教育为基础,培养一专多能,技能突出,逐步形成基础扎实、口径宽的优势,使该专业人才培养工作能够适应社会对教师人才的要求。 2、培养目标 具有扎实外语、数学基础,系统掌握物理学的基本理论,具有现代教育理论和掌握现代教育手段并能从事物理教学的教师和其它高级专门人才。 三、学科与课程建设 1、课程体系建设

理工科大学物理实验课程教学基本要求

附件2: 理工科大学物理实验课程教学基本要求 物理学是研究物质的基本结构、基本运动形式、相互作用及其转化规律的自然科学。它的基本理论渗透在自然科学的各个领域,应用于生产技术的许多部门,是其他自然科学和工程技术的基础。 在人类追求真理、探索未知世界的过程中,物理学展现了一系列科学的世界观和方法论,深刻影响着人类对物质世界的基本认识、人类的思维方式和社会生活,是人类文明的基石,在人才的科学素质培养中具有重要的地位。 物理学本质上是一门实验科学。物理实验是科学实验的先驱,体现了大多数科学实验的共性,在实验思想、实验方法以及实验手段等方面是各学科科学实验的基础。 一.课程的地位、作用和任务 物理实验课是高等理工科院校对学生进行科学实验基本训练的必修基础课程,是本科生接受系统实验方法和实验技能训练的开端。 物理实验课覆盖面广,具有丰富的实验思想、方法、手段,同时能提供综合性很强的基本实验技能训练,是培养学生科学实验能力、提高科学素质的重要基础。它在培养学生严谨的治学态度、活跃的创新意识、理论联系实际和适应科技发展的综合应用能力等方面具有其他实践类课程不可替代的作用。 本课程的具体任务是: 1.培养学生的基本科学实验技能,提高学生的科学实验基本素质,使学生初步掌握实验科学的思想和方法。培养学 生的科学思维和创新意识,使学生掌握实验研究的基本方法,提高学生的分析能力和创新能力。 2.提高学生的科学素养,培养学生理论联系实际和实事求是的科学作风,认真严谨的科学态度,积极主动的探索精 神,遵守纪律,团结协作,爱护公共财产的优良品德。 二、教学内容基本要求 大学物理实验应包括普通物理实验(力学、热学、电磁学、光学实验)和近代物理实验,具体的教学内容基本要求如下: 1.掌握测量误差的基本知识,具有正确处理实验数据的基本能力。 (1)测量误差与不确定度的基本概念,能逐步学会用不确定度对直接测量和间接测量的结果进行评估。 (2)处理实验数据的一些常用方法,包括列表法、作图法和最小二乘法等。随着计算机及其应用技术的普及,应包括用计算机通用软件处理实验数据的基本方法。 2.掌握基本物理量的测量方法。 例如:长度、质量、时间、热量、温度、湿度、压强、压力、电流、电压、电阻、磁感应强度、光强度、折射率、电子电荷、普朗克常量、里德堡常量等常用物理量及物性参数的测量,注意加强数字化测量技术和计算技术在物理实验教学中的应用。 3.了解常用的物理实验方法,并逐步学会使用。 例如:比较法、转换法、放大法、模拟法、补偿法、平衡法和干涉、衍射法,以及在近代科学研究和工程技术中的广泛应用的其他方法。 4.掌握实验室常用仪器的性能,并能够正确使用。 例如:长度测量仪器、计时仪器、测温仪器、变阻器、电表、交/直流电桥、通用示波器、低频信号发生器、分光仪、光谱仪、常用电源和光源等常用仪器。 各校应根据条件,在物理实验课中逐步引进在当代科学研究与工程技术中广泛应用的现代物理技术,例如,激光技术、传感器技术、微弱信号检测技术、光电子技术、结构分析波谱技术等。 5.掌握常用的实验操作技术。

数控编程仿真实验报告

目录 一、实验目的------------------------------------------3 二、实验要求------------------------------------------3 三、数控车床实验一------------------------------------3 (1)、实验内容 (2)、实验零件图样 (3)、车削加工程序 (4)、FANUC 0i系统仿真软件面板操作过程 四、数控车床实验二------------------------------------6 (1)、实验内容 (2)、实验零件图样 (3)、车削加工程序 (4)、FANUC 0i系统仿真软件面板操作过程 五、数控铣床实验一------------------------------------10 (1)、实验内容 (2)、实验零件图样 (3)、铣削加工程序 (4)、FANUC 0i系统仿真软件面板操作过程 六、数控铣床实验二------------------------------------14 (1)、实验内容 (2)、实验零件图样 (3)、铣削加工程序 (4)、FANUC 0i系统仿真软件面板操作过程

一、实验目的 “数控机床加工程序编制”(简称数控编程)课程,是机械和机电等各类专业本、专科教学计划中开设的一门应用性和实践性很强的专业课程。学好本课程,不仅要掌握数控编程的基本理论知识和编程方法,更重要的是要通过一定的实践教学,在实践教学中运用所掌握的机械加工工艺知识、数控编程的理论知识、数控编程的方法编制零件加工程序,并完成对零件的数控加工。采用仿真软件在计算机上进行模拟加工,是完成这一实践教学的有效手段。因此,在各专业本、专科“数控编程”课程的教学计划中均设有“仿真实验”这一实践教学环节。其实验的目的是: 1. 熟悉并学会运用计算机仿真技术,模拟数控车床、数控铣床完成零件加工的全过程; 2. 为后续的“数控编程实训”,实地操作数控机床进行数控加工,积累和打下操作技能训练的基础。 二、实验要求 1. 熟悉并掌握FANUC 0i系统仿真软件面板操作过程; 2. 按给定车削零件图样,编制加工程序,在计算机上运用仿真软件,进行模拟加工; 3. 按给定铣削零件图样,编制加工程序,在计算机上运用仿真软件,进行模拟加工; 4. 按实验内容,编写实验报告。 三、数控车床实验一 (1)、实验内容 如图A所示,毛坯直径为φ45mm,起刀点在图示编程坐标系的P 点,试运用G71,G70指令编制图示轴类零件车削加工程序。 给定切削条件是:粗车时切深为2mm,退刀量为1mm,精车余量X 方向为0.6mm(直径值),Z方向为0.3mm,主轴转速为S 600 r /min,进给速度为F 0.15 mm/ r; 精车时主轴转速为S800 r /min ,进给速度为F 0.1 mm / r。[注:φ45外圆不加工]

大学物理实验教学大纲.doc

《大学物理实验》教学大纲 课程编号: 72201008/72201009 课程名称:大学物理实验 英文名称: College Physics Experiments 课程性质:学科基础课 总学时: 72学时 学分: 2分 适用专业:测控技术与仪器专业 先修课程:大学物理 一、实验目的与任务 物理实验课是对学生进行实验教育的入门课程,其教学目的在于使学生学习物理实验基础知识 的同时,受到严格训练,掌握初步的实验能力,养成良好的实验习惯和严谨的科学作风。 二、教学基本要求 通过实验教学,加深对基础理论知识的理解,培养学生实验动手能力,并掌握一些基本仪器的使 用方法。 三、实验项目与类型 力学部分

热学部分 电磁学学部分

光学部分 四、实验教学内容及学时分配 基础知识 测量与误差,主要讲述误差理论及数据处理 力学部分 实验一长度的综合测量 1.目的要求 练习使用测长度的几种常用仪器,练习做好记录和计算不确定度。 2.方法原理 用米尺、游标卡尺、螺旋测微仪测滚珠的直径和圆柱管的内外半径和高度。 3.主要实验仪器及材料 米尺、游标卡尺、螺旋测微仪、滚珠、圆柱管。 4.掌握要点 米尺、游标卡尺、螺旋测微仪的使用方法及不确定度的计算方法。 5.实验项目: (1)用游标卡尺测圆柱管的内外半径及高度,并计算其体积。 (2)用螺旋测微仪测滚珠的直径。 (3)不确定度的计算。 实验二单摆 1.目的要求 用停表和米尺,测单摆的周期和摆长,并求出当地的重力加速度值。 2.方法原理

g l T π2= ()()2 22)(?? ? ??+??? ??=t t u l l u g g u 。 3.主要实验仪器及材料 单摆、停表、钢尺。 4.掌握要点 测量单摆周期的注意事项、重力加速度的不确定度的计算。 5.实验项目: (1)用游标卡尺测小球的直径。 (2)用钢尺测悬线的长度。 (3)用停表测单摆的周期(不改变摆长,测5次,每次30个周期的时间) (4)计算重力加速度和它的不确定度。 (4)改变摆长,测单摆的周期,用作图法算出重力加速度。 实验三 测重力加速度 1.目的要求 掌握几种测重力加速度的方法。 2.方法原理 自己 3.主要实验仪器及材料 自由落体装置、数字毫秒计、光电计时装置 ,单摆 气垫导轨。 4.掌握要点 掌握测量重力加速度的方法。 5.实验项目: (1)根据原理设计实验方案。 (2)记录实验数据 (3)数据处理及不确定度的计算。 实验四 密度的测定 1.目的要求 熟练掌握物理天平的调节和使用方法,掌握静力称衡法和比重瓶法。 2.方法原理 v m = ρ,质量用天平称量,体积用阿基米德定律求出。 3.主要实验仪器及材料 物理天平,游标卡尺、比重瓶,小烧杯、温度计、酒精、不规则玻璃块。 4.掌握要点 物理天平的调节和方法、测量密度的两种方法:静力称衡法和比重瓶法。 5.实验项目: (1)学习调整和使用物理天平。 (2)用流体静力称衡法测固体的密度。 (3)用比重瓶法测酒精的密度。 实验五 拉伸法测杨氏弹性模量 1.目的要求 用伸长法测定金属丝的杨氏模量,学习光杠杆原理并掌握使用方法。

工程化教育背景下大学物理实验课程建设的思考

Vol.28No.12 Dec.2012 赤峰学院学报(自然科学版)JournalofChifengUniversity(NaturalScienceEdition)第28卷第12期(上) 2012年12月胡锦涛同志在中国科学院第十四次院士大会和中国工程院第九次院士大会上的讲话中指出“要把教育摆在优先发展的地位,更新教育观念,深化教育改革创新,全面推进素质教育,调整学科和专业结构,创新人才培养模式”.“工程化” 教育就是建立在实践、创新层面上的.怎样缩小我国与发达国家差距,培养大批高级工程技术人才,成为高等工程教育的重要任务. 高等教育的“工程化”核心问题就是实践能力和创新能力的培养与训练.所谓实践能力可以说是在实际工作中克服困难解决问题的能力,而创新能力就是综合应用你的各种知识,包括科技的、美学的、经济的等各种知识,创造出有新意的,高附加值的,深受市场欢迎的产品的能力.实践能力和创新能力密不可分,创造性地运用各种学科知识解决实际问题的能力是工程师培养的根本所在[1].工程科学的许多知识和技能都必须在动手实践的过程中才能掌握,才能融会贯通,才能发挥出创新的意识.面对错综复杂的工程实践环境,工程教育只有在各种学习环节中强调实践学习,在实践中培养工程人才多方面的综合素质,才能培养出合格的工程人才[2].因此要把高等教育的各个环节都放到“工程化”教育背景下去思考,去实践. 著名物理学家、诺贝尔物理学奖获得者杨振宁教授曾经说过:“物理学是以实验为本的科学”.物理学本身就是以实验为基础,物理学实验既为了物理学发展创造条件,也为了现代工农业生产技术的研究打下了物质基础,同时也在许多新兴科技领域也起着重要作用.大学物理实验课的重要性还在于它是理工科学生进校后的第一门基础实验课程.它以培养学生分析问题、 解决问题、动手和创新能力为目的,强化学生树立严谨的科学观,为后继学习专业课奠定必要的实验基础.怎样把“工程化”教育背景下大学物理实验课程建设成一个工程化教育的平台,我认为可以从教学对象、教 学方法、教学设备、教学管理等多方面入手[3].1 物理实验教学层次化 工程人才需要在复杂多样的实践环境中解决问题,因此,我们培养的学生,不仅要有实践操作的能力,而且要有解决问题的创新能力.结合培养目标,因材施教,物理实验课程的设置应层次化,不仅要有验证基本理论的基础实验,而且需要开设部分开放性、设计性实验,另外还可以真正开放物理实验室,供学生研究课题. 针对不同程度的学生,可以作不同的要求,好的学生可以自己完成实验,在实验过程中,训练自己的操作能力.对学习较差的学生,可以补做一些基础实验,加深对理论的理解. 钱临照教授曾说过:“在大学物理实验中,如果学生能自已设计一个新方法来阐明这个实验的物理概念,一个新设计的实验,不管如何粗糙,亦应当受到鼓励,因为其中有新思想在里面,表现了学生创新的积极性”.由于学生在具备了一定的基本理论和基础实验的基础上,在教学计划中安排有综合提高实验是有必要的,除此以外, 还应开设一些开放性、设计性,探讨性实验.设计开放性实验只提供问题和基本原理,学生需要自己选择实验仪器、制定实验方案,设计实验步骤,最终对结论进行必要的分析.在开放性实验的全过程中真正培养学生解决问题的能力,尤其是创新能力的培养. 在实验设计中要有一定的实验方法和实验方案才能实施,一个实验也往往有多种不同的实验方法.例如:测定杨氏模量的方法就有金属丝的伸长法(用光杠杆测量微小长度变化),梁的弯曲法.增强学生的实验设计能力,进行设计性实验的训练,鼓励学生求新、求异是培养学生创新能力的有效途径. 教学的多层次化为培养“工程化”人才提供教育教学平台.2 物理实验教学方法多样化 “工程化”教育背景下大学物理实验课程建设的思考 许永红,葛立新,刘晓伟,傅院霞 (蚌埠学院 数理系,安徽 蚌埠 233030) 摘要:大学物理实验课程建设应体现培养工程化人才的要求.本文从教学对象、方法、设备、实验室管理等方面对大学物理实验课程的建设提出了具体方案.教学对象的多样性,采用分层教学法,做到因人施教;教学手段采取教学与自学相结合等灵活多样的方式,激发学生的积极性;实验设备结合现代科技优化了教学环境;开放式与信息化的实验室管理模式培养了学生学习的自主性和创造力,在“工程化”教育背景下把大学物理实验课程真正建设成锻炼学生实践和创新的工程化教育平台. 关键词:工程化;层次化;教学方法多样化;信息化中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1673-260X(2012)12-0010-02 基金项目:蚌埠学院2012年院级重点教研项目:“工程化”教育背景下的“大学物理实验”课程教学改革与实践(JYLZ1205); 2012年安徽省高校省级自然科学研究项目(KJ2012Z245)10--

《大学物理实验》课程教学大纲.docx

《大学物理实验》课程教学大纲 1. 课程名称(中文):物理实验英文名称:Physics Experiments 2.课程编码: 01000102 3.课程类别:基础独立设课 4.课程要求:必修基础实验 5.课程属性:独立设课 6.课程总学时:总学分: 7.实验学时: 51 学时总学分: 1.5学分 8.应开实验学期:第 2 学期至第 3 学期 9.适用专业:土木工程、化学工程与工艺、应用化学、材料科学与工程、生物工程、信息 与计算科学。 10.先修课程:大学物理 11. 编写人:徐子湘俸永格编写日前:2005年9月1日 一、实验课程简介 物理学是实验科学,物理规律的研究都是以严格的实验为基础,实验与数学分析相结合是 物理学研究中的一个特点。物理实验是大学生进行科学实验训练的一门基础课程,在实验过程中,通过理论的运用与现象的观测分析,充分提高学生分析问题与解决问题的能力;充分提高学生综 合运用理论知识解决实际问题的动手能力。本实验课程需学生应达到下列要求: 1、进一步巩固和加深对大学物理理论知识的理解,提高学生的综合素质。 2、能根据需要选学参考书,查阅手册,通过独立思考,深入钻研有关问题,学会自己 独立分析问题、解决问题,具有一定的创新能力。 二、实验教学目标与基本要求 1、本课程的主要目的是: (1)学生通过实验学习物理实验的基本理论、典型的实验方法及其物理思想。 (2)获得必要的实验知识和操作技能训练,培养学生的动手能力、工作能力、创造能力,提高学生分析问题、归纳问题、解决问题的能力。 (3)树立实事求是、一丝不苟、严格认真的科学态度。 2、本实验课程应达到下列要求: (1)进一步巩固和加深对大学物理理论知识的理解,提高学生的综合素质。 (2)能根据需要选学参考书,查阅手册,通过独立思考,深入钻研有关问题,学会自己独立分析问题、解决问题,具有一定的创新能力。

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