物理化学实验(南京大学出版社)课后思考题总结

2025-01-28

物理化学实验(南京大学出版社)课后思考题总结(精选8篇)

物理化学实验(南京大学出版社)课后思考题总结 篇1

本人在对很多学校的大学物理实验教学调研后, 结合自己多年来的教学经验, 就如何进行大学物理实验教学提出几点自己的认识。

一、关于中学和大学之间物理实验的衔接问题

在目前的应试教育体制下, 在很多学校物理实验更多的是在充当物理理论的补充的角色, 不计入高考成绩, 因此老师在讲课时多停留在演示实验和当做理论课出题的材料的层面上, 学生在学习时则是以背实验为主, 致使学生并不具备最基本的实验技能。甚至一些学生上大学物理实验课前连真实的仪器都没接触过, 所以很难具备基本的实验知识和操作技能。

考虑到课程衔接的问题, 我们应在实验的教学内容和教学方法上做出一定的改进。首先在教学内容的安排上, 要加大和高中内容重复程度, 比如对于基本测量工具和实验仪器使用、数据的记录, 有效数字的计算等基础知识在做实验要反复的强调, 加深学生对基本知识的认识, 当然对于这些知识不能只是进行简单的重复, 而是在学生掌握的基础上拓宽它的广度和深度, 使其和大学物理实验的内容衔接起来。其次实验前加强物理演示实验的教学, 尽量注重实验的可观性、趣味性, 做好日常演示实验室的开放工作。再次安排实验时, 要注重与理论课的衔接性。

二、物理实验教学模式比较单一

据了解, 在本科物理实验教学上, 国外很多高校采用的实验教材大多数都是老师自编的讲义, 在教学内容和方法上每年都有较大的改动, 很少使用统一出版的教材。实验过程往往遵循的是学生由先学会使用现成仪器独立完成实验到学生自己设计配置仪器完成实验再到开发研究实际问题。老师在教授实验中更多注重的是让学生在实验过程中去感知和掌握物理规律的真谛, 而不是做实验的过程。

我国高校虽然也重视大学物理实验, 独立开课, 也是作为学校的重点课程在建设。但教学模式和内容上比较单一。大多数高校的物理实验教学内容都不外乎三点:验证性、模拟性、测试性实验。在教学过程我们也会和对待高中生那样, 把每个实验原理是什么, 如何设计, 如何测量, 如何得到结论, 甚至能得到什么结论等告诉学生, 学生只是进行一个简单的重复, 致使学生在实验过程中只注重结果而忽略了过程。而我们所用的物理实验教材, 从实验原理, 实验目的, 实验仪器, 实验内容和实验步骤都有详细的描述, 甚至有些实验连记录数据的表格和详细的数据处理过程都给出了, 学生只需按照实验既定过程去操作就能完成任务, 这就使有些学生更多的是在进行机械操作, 即使不能完全了解实验仪器和实验原理也能很漂亮的做完实验, 交一份完美的实验报告。这样就使学生就失去探索和创新的兴趣, 让实验也失去了本有的意义。

要想改变这种局面, 首先应做到在教材的使用上, 没必要非得使用既定的教材, 可以只给出学生每个实验的目的、仪器既及简单的原理, 课前让学生自己去设计内容和步骤, 这个可以作为预习报告中的一个重要环节完成, 在上课时再对照学生的设计对该实验进行讨论, 最后完善整个实验方案。其次完成实验后可以进一步引导学生将实验进行延展。比如杨氏模量实验中学习了光杠杆放大法测量微小量, 能不能把它应用到其他测量实验中呢?再比如迈克尔逊干涉仪的使用实验中, 学会了用迈克尔逊干涉仪测激光的波长, 那么我们能不能用它测肥皂泡的膜厚变化呢, 接着还可以启发学生能不能利用已学的知识去研究肥皂泡的一些性质等等, 这样不仅让他们巩固了已学的知识, 同时让他们了解到了物理实验对科研的重要性, 而且还为学生搭建了一个提前了解科研的平台。

三、学生成绩评定方法的不完善

学生实验成绩评定在学生学习过程中具有导向、激励和促进的功能, 也是大学物理实验教学中的一个重要环节。但实际上, 老师在讲授过程中往往由于教学时间有限, 对学生了解不够, 多数时候打分的标准不全面和过松, 导致学生对物理实验的重视程度不够。这就要求我们建立一套合理的, 公平的评定方法。

1) 通过开放性试验、大学生创新项目和大学生物理实验竞赛等形式, 引入实验附加分。在相当一部分学生心目中还存在着分数至上的思想, 分数可以激励学生和引导这部分学生进行主动性的探索, 比如参加且完成一次这样的活动可以给5~10分的加分, 每人每学期最多限1项, 最后计入期末成绩。

2) 考试制度改革, 现在很多高校实验成绩评定采用的都是实验报告+平时操作给出期末成绩或者仅凭一张理论试卷考试给出期末成绩的方法。这样使很多同学把太多的精力放在实验报告的书写上, 甚至一些同学为了得高分而出现抄实验报告, 编造实验数据的现象, 或者为了应付期末考试很多学生会把实验课当成另外一门理论课去学习, 而不注重实验操作, 就有点顾此失彼, 而且这样的评定方法对那些起点低的学生有失公平。为了改变上述问题我校采用了实验报告 (30%) +平时操作 (20%) +期末成绩 (40%) 的评定方法, 而且在期末考试理论 (60%) +实验操作和实验设计 (40%) 模式。这样不仅增强学生对物理实验的积极性, 让学生更加重视平时的实验操作的锻炼。前面我们提到的因个体差异, 有些同学起点较低, 但是他在做个各实验的过程中从实验方法、技巧和动手能力上会有显著的进步和提高, 采用这样的评定模式可以给他们一个公平的机会, 让他的提高有所体现。

四、小结

大学物理实验课的主要目的就是培养学生动手能力和解决实际问题的能力;通过实验课程的学习能了解未学的知识, 巩固对已学知识的理解;同时了解一些新的科学发展前沿, 这就要求教师在教学过程中应树立“强基础, 重实践, 求创新”的教学理念, 加强大学物理实验教学改革。本文结合大学物理教学实践, 从三个方面分析了实验教学中存在的问题, 有针对性地提出了解决方案, 并对其进行了实践和探索, 取得了一些好的效果, 希望在教学工作中给大家一些启示。

摘要:本文在总结大学物理实验教学现状的基础上, 分析了大学物理实验教学中存在的三个比较突出的问题, 并通过分析国内外的教学现状结合本校的情况, 提出了应对措施, 以促进物理实验教学改革进行。

关于大学物理实验教学的思考 篇2

【关键词】大学物理 实验教学 思考

大学物理实验教学是物理学的重要组成部分,是独立于大学物理理论教学的一个重要部分,目的是使学生在获取或巩固物理知识的过程中,理解和掌握运用观察和实验手段处理物理问题的基本程序和技能,使学生掌握物理实验的基本知识、基本理论、基本方法和实验技能。其作用是通过实验观测与分析加深对物理知识和规律的认识与理解,培养他们从事科学实验的基本素质和开创性的科研能力。

所以怎样调动学生的积极性,使学生们既在兴趣中获得知识,又提高了动手能力,来培养学生这种从事科学实验的基本素质和开创性的科研能力呢?教育体制和教育方法非常重要。

虽然,大多数高校在大学物理实验教学过程中,都不同程度地进,行了教学改革,但目前在如何培养学生的动手能力和开创性科研能力方面,似乎不尽人意。

笔者通过几年来大学物理实验的教学经验总结,通过对学生动手能力的观察,以及尝试运用过的方法,通过与学生的交流,总结得出:理论授课应与实验授课统筹兼顾,同步进行。

一、物理实验绪论应该在开展理论课之前讲,比较合适

这是一种认知习惯,每个人认识事物,总是通过熟悉的东西,再去认识陌生的事物比较容易,甚至于很早以前就有了比喻、类比这样的想象手法了。大家都应该有这种感觉。规则理解起来是最容易的,那么绪论大体也是这么个概念,基本介绍的是工具的应用。处理数据的方法等等,这样一来,学生通过对这些知识的掌握,有几个好处:一是大体建立起了严谨的科学态度;二是对物理学的认识也会有所加深,对日后的学习提供一种铺垫;三是可以弥补学生们日常经验的不足,在整个物理学的学习过程中,会不断加强这种概念。

二、实验的开展应该在对应的理论知识授课结束时进行

我们知道,做实验的目的首先就是为了巩固学生课堂上学到的理论知识,既然是这样,那么实验原理当然应该放在该实验要验证的理论知识结束时讲比较合适,这个时候学生刚刚学完,印象很深刻,甚至有的学生没有完全明白理论知识,那么通过实验原理的讲解,甚至演示,我想学生们所掌握的要比等到整个课程结束了,再开展实验教学,效果好得多,大学生活非常紧张,而且学生们的思想很活跃,每每结束一门课程,心里就会彻底放松,想着这门难熬的课程终于结束了。甚至所学知识等到下个学期来的时候,早就忘的差不多了,这个时候再去讲原理。做实验,等于是从头再来。

三、学生课前的预习

学生课前预习是非常必要的,只有课前预先明确了实验的目的、原理、仪器以及实验内容,才能在课堂上更加有效地把握实验课的学习内容。在实际教学过程中我们要求学生预习,但发现一部分学生的预习并不是主动的有目的的预习,而是为了应付老师而预习。预习报告虽然写的非常详细,但是在实际操作的时候却一无所知。问题的症结就在于学生掌握的方法不对,之所以强调要与理论课相结合,甚至在理论课上稍加演示,让学生有个直观的了解,这样预习起来就会有的放矢。增强老师与学生的互动,真正做到老师讲的是学生需要的。

四、实验课上如何指导学生开展实验

有位学生这样提出过:“老师你在课堂上讲了一大堆,原理我们都懂了,可最重要的是仪器怎么组合7”这是比较大胆的学生才会提,但大多数学生呢?一脸的茫然,折腾了半天,依然一头雾水。事实上大多数老师也就是那位学生所说的那样做的。记得做全息照相实验时,第一次课让笔者感到纳闷:工作原理讲的明明白白,有生活经验的人都会知道,那就是照镜子这么简单的事,几十个学生,折腾了半天。硬是没有几个做出来的,两个学时的课下来,效果很不理想。后来通过仔细观察,发现学生不是原理不懂。而是生活经验的严重不足所致。“两路激光通过镜面反射再回到一起,发生干涉”,就这么简单的一句话,同学们如同大梦初醒,一个小时做完,实验结果非常满意,以后的结果同样如此。这就是说,在理论课上讲原理,实验课上讲方法,讲应用,讲生活常识,这样去还原物理的真谛,也只有这样才会揭去神秘的物理面纱,同学们也才会有兴趣,去体验物理的快乐,实验的快乐。

五、实验课上与学生的互动交流

我们知道,实验课是以培养学生动手能力为主,每位同学千差万别,怎么能用统一的模式来指导呢?这和生产劳动一样。有的人做工漂亮仔细,有的人就动手能力差一些,比较马虎,只有在互动交流中。才会发现共性问题亦或个性问题。解决问题,才是实验课的重要意义,也只有这样,学生才能够学到更多东西,才能够有所思考和收获。老师学生互动越是充分,也才能充分尊重学生,学生的自主学习的热情才能更好的释放,激发创造力,进一步提高实践能力。

六、指导老师的时间分配

这个问题不得不说,大多数老师生怕讲不透。对学生不放心,大讲特讲,从原理到操作,事无巨细,要求很多,这样一来,耗费时间必定很多,但没有充分考虑学生的感受,没有充分了解学生的需求,效率很低。如此说来,观点已经很明确了,对于原理部分应尽量少讲,甚至不讲,因为学生课前已有预习,大学物理理论课上也已经讲的很细很透彻了,所以把主要精力放在解决学生实验过程中存在的共性问题的解决上,放在个别学生对实验的理解上。

七、实验教学应与实践相结合

大学物理实验如果只是局限于课堂教学最终将会归于失败,为了做实验而做实验,并不能真正起到开设这门课的作用。教师的教学应该与实际的应用结合起来,使学生在学习的过程对实验的目的和应用也不会感到茫然,也不会感觉枯燥无味,思维也可进一步活跃和得到拓展。实验本身并不仅仅就是使某一个物理现象重现或者验证某一理论是否正确,我们必须把它放到我们的生产实践和日常生活中去,让学生深刻体会它能解决什么样的问题。

八、最后提一下设计性实验

大学物理实验教学是物理学的重要组成部分,其作用是通过实验观测与分析加深对物理知识和规律的认识与理解,使学生掌握物理实验的基本知识、基本理论、基本方法和實验技能,基础性实验可以达到这些目的。但更重要的作用就是要培养他们从事科学实验的基本素质和开创性的科研能力。所以,笔者认为开设设计性实验志在必行。设计性实验是一种能够培养学生综合应用知识和创新能力的很好方法和途径,能促进学生积极主动地学习和思考,有利于提高学生的科学实验能力和素养。好的设计性实验,不仅可以培养和检验学生应用理论知识、掌握实验原理、仪器选择与操作、测量条件确定等方面的能力,也给学生一个较宽阔的思考空间和选择余地,使学生的创新意识和能力受到启发和锻炼,发挥大学物理课程在知识教育、综合应用知识和创新能力培养方面所能起的作用。

九、结束语

大学物理实验总结 篇3

大一年的大学物理实验的学习让我学到了很多。我想我所学到的不仅是知识,更多的还有做人的严谨态度和良好习惯。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科学实验的基础。在这一年大学物理实验学习中让我受益颇多。

大学物理实验应包括普通物理实验(力学,热学,电磁学,光电实验)和近代物理实验.大学物理实验课覆盖面广,有丰富的实验思想,方法,手段,能提供综合性很强的基本技能训练,是培养学生科学实验能力,提高科学素质的重要基础.这一学年我们学习了测量误差,不确定度和数据处理.知道了常用的你物理实验器具和实验方法.大学物理实验让我养成了课前预习的好习惯。现在回想起来从小到我都没有好好预习过,自从上物理实验课后,我开始课前预习,实验课课内时间有限,所以必须预先了解实验内容,否则要在短时间内完成试验是有困难的.通过实验手册和自己参阅资料,得知本次实验的目的、原理、所需仪器、实验步骤。并且知道了如何让去设计数据表格。大学物理实验培养了我的动手能力。实验就是要去验证一些原理和探索新的知识。实验是检验真理的唯一途径。要想真正的掌握物理理论就必须亲身体会,这样才能牢记于心。同样物理实验也让我知道了合作的重要性。有的实验如:全息照相,需要两个人的合作才能完成。有的实验一个人不能兼顾实验与数据记录。所以合作是非常重要的。

做物理实验当然就需要试验方法,常用的物理实验方法有比较法,放大法,补偿法,转换法和传感器,模拟法,测量宽度展延法。实验技术常有零位调整,水平调整,光路调整。实验正式进行前,首先要熟悉一下将使用的工具,设备的性能以及正确操作规程,其次要全面的想想实验操作程序.实验中要注意对现象的观察,每次测量后应立即将测量数据记录在数据草表中

实验完成之后要处理数据数据处理时,主要用到了如下几种方法:1)平均值法。采取多次测量减小实验误差,用测量的平均值为结果,最接近真实值。在很多实验中均有用到此方法。2)列表法。实验中将数据列成表格,可以简明地表示出有关物理量之间的关系,便于检查测量结果和运算是否合理,有助于发现和分析问题,而且列表法还是图象法的基础。列表时应注意:

一、表格要直接地反映有关物理量之间的关系,一般把自变量写在前边,因变量紧接着写在后面,便于分析。

二、表格要清楚地反映测量的次数,测得的物理量的名称及单位,计算的物理量的名称及单位,物理量的单位可写在标题栏内。

三、表中所列数据要正确反映测量值的有效数字。

四、充分注意数据的联系,要有主要的计算公式。3)作图法。选取适当的自变量,通过作图可以找到或反映物理量之间的变化关系,并便于找出其中的规

律,确定对应量的函数关系。作图法是最常用的实验数据处理方法之一。描绘图象的要求是:

一、根据测量的要求选定坐标轴,一般以横轴为自变量,纵轴为因变量。坐标轴要标明所代表的物理量的名称及单位。

二、坐标轴标度的选择应合适,使测量数据能在坐标轴上得到准确的反映。为避免图纸上出现大片空白,坐标原点可以不是零。坐标轴的分度的估读数,应与有效数字的末位相对应。

在测量中往往产生误差,真值往往无法确定,这就需要不确定度.不确定度是表征真值所处值范围的评定,表示因测量误差的存在而对被测量值不能确定的程度.另在计算不确定度时,一般只保留一位有效数字,且修约时“只进不舍”,平均值的末尾数位应与不确定度的所在位数对齐。

最后是实验误差分析:我们所测量的物理量在客观上存在一定大小,称为真值,由于各种条件所限,每一次的测量值与真值间会存在一定的差异,把测量值与真值之间的差称为测量误差,测量误差不可避免,但我们可以通过改善实验条件,选择适当的实验方案,提高测量者的实验技术,选择精度较高的测量仪器来尽量减少测量误差。

误差一般分为系统误差和随机误差。系统误差来源有“仪器误差、方法误差、环境误差、个人误差”等,系统误差不能通过多次测量来消除,而可以通过对实验过程的分析来找到原因,采取适当措施,如校准仪器、完善测量方法等来减少这种误差。随机误差是由于实验中难以确定的因素如温度、湿度、电源电压起伏,空气流动、震动等,随机变量呈正态分布,多次测量可以让数据接近真值,物理实验中一般取4-6次为佳。

物理实验让我们有了更多实践的机会,教会我们实践探索真理,而在碰到问题时,最快的方法就是自己动手去找出解决办法,物理实验培养了我严谨的治学态度,活跃的创新意识,提高了我的科学素质,使我养成了团结合作,爱护公物的品德。这正是我们在以后的学习和生活中需要的精神和品德。

大学物理实验总结论文 篇4

在本学期的实验课中,我学到了很多在平时的学习中学习不到的东西。基本每次实验都达到了实验目的要求。每次上实验课,老师都给我们认真的讲解实验原理,轮到我们自己动手的时候,老师还常常给予我们帮助,我真心地感谢他们对我们的付出。在大学物理实验课即将结束之时,我对在这一年来的学习进行了总结,总结这一年来的收获与不足。取之长、补之短,在今后的学习和工作中有所受用。

通过物理实验的学习,我认识到了实验是物理学的基础,许多理论直接来自于实验。而要设计一个实验去验证某个理论或者利用某个理论去测量某个物理,更是十分有学问的,是非常复杂的。我们学理科的同学,尤其要重视实验课,注重理论与实践相结合。

总的来说对本学期的实验还是很大程度上开阔了我们的视野,也和科技前沿的一些东西开始有了亲密的接触。基本上和我们的实验初衷吻合,完成了实验任务,达到了我们实验目的。

下面我就对我这一年所学到的东西做一个概述:

1、实验课的基本程序

1.1、课前预习:

学生对于将要进行的实验做预习,通过阅读实验教材和参考资料,弄清本次实验的目的、原理和所要使用的仪器,明确测量方法,了解实验要求及实验中特别要注意的问题等。预习报告包括:实验目的、试验中所用的仪器、实验原理及实验内容、实验步骤这四大部分。同学做好实验预习报告以后才可以拿着预习报告去做实验,预习报告在试验中占有一定的分值。1.2、实验操作

我们做实验是在双周周二的下午,先由实验辅导老师对实验进行讲解,一般来说我们一个班是分成两个两个实验组,每个组做不同的实验。老实讲解完后,会分组再详细的对该组的实验仪器的使用进行讲解,在对基本实验的装置了解之后,我们对自己动手实验也不象以前的有一种很陌生的感觉,这一点对我们来说很有利,我们可以很投入和很成功的完成实验。因为我们已经知道什么地方是操作的要点,什么可能导致失败。并且物理实验本就在很大程度上调动我们学习的积极性。实验完毕,实验数据须经教师审阅、签字,再将仪器整理好。

实验操作是物理实验基本程序中的核心,使学生主动研究,积极探索的好时机。每一实验收获大小主要取决于学生主观能动性的发挥程度。1.3、整理实验报告

实验报告是实验成果的文字报告,是实验过程的总结。与别的实验班不同的是我们班并不是在做实验的时候交报告,而是在做完实验的下一周交报告,这样的好处是我们不会为了写报告手忙脚乱而且还会很好的帮我们能复习一下实验内容。实验总结报告包括:实验结果分析与计算,实验思考题两大部分。

实验报告对我们整个大学期间的物理实验都是很重要的一步,这也是检测我们学生学到什么的重要一步,并且也是考察我们数据处理能力的一个重要依据。

2、物理实验的基础知识

2.1、误差的分类

(p.s.测量结果都存在误差,误差不可避免)

2.1.1、误差的表示

a.绝对误差:绝对误差 = 测量结果-被测量的真值 b.相对误差:相对误差 =(测量的绝对误差 / 被测量的真值)*100% 2.1.2、误差的主要类型

a.系统误差:在相同条件下,对同一被测量的多次测量中,误差的绝对值和符号保持恒定或在条件改变时,误差的绝对值和符号按一定的规律变化。

b.随机误差:在相同条件下多次重复测量同一个量时,每次测量出现的误差的测量值和符号以不可预知的方式变化。2.2、测量的不确定度

测量的不确定度是测量结果必须具有的一个参数,其反应了对被测量真值不能肯定的程度,或者说测量值作为被测量真值和估计值可能存在的一个分布范围并在这个分布范围内以一定的概率包含被测量真值:

测量结果 = x +/-△(P = 90%)

式中,x是测量值;△是不确定度;P是包含真值的概率。

依照相对误差的定义,可以定义相对不确定度:

Ur =(△/x)*100%

2.2.1、不确定度中分量的评定方法(按数值)

a.A类:采用统计方法评定

b.B类:其他,相当于仪器的误差△仪 总不确定度 = sqar(△A² + △B²)2.3、有效数字

3、物理实验数据处理的基本方法(列表法、作图法、最小二乘法、逐差法)

一般在记录原始数据的时候用列表法,在处理数据的时候有时为了直观会用到作图法,另外两种方法并不是很常用。

在实验中我们还用到了很多原来没有接触过的仪器,如:万用电表、示波器等等,我们知道在使用仪器前一定要调整仪器的初态使之处于安全位置,还要对零位作调整如果没有归零的话应使其归零,在做某些实验如:薄透镜焦距的测定(需使用分光计)需要将仪器调整至水平则还需要做这方面的调整,还需要在转动机械摇杆时注意避免空程误差……

总之在实验中需要注意的事情很多,但也是因为这些事情让我们能体会到,物理实验需要的是严谨的思维,需要认真的去想,每一步都要做的很严谨,不然就会产生不该产生的误差影响最终的数据结果,导致实验失败。

大学物理实验是我进入大学以来接触的第一门实验课,通过对其长时间的学习与了解,我学到了很多关于大学实验的方法与要求,更重要的是,在自己亲自尝试与接触各种实验操作过程中,我了解到要作为一个合格的实验者,必须具备很多综合素质:

1、科学的严谨性;

2、解决问题的主动性;

3、对知识的探索性。开放实验教会了我许多东西,而这些东西,恰是我今后大学生活乃至日后的科学研究方面所必须具备的。

物理实验远没有我想象的那样简单,要想做好一个物理实验,容不得半点马虎。大学物理实验正是这样一门培养我们耐心、恒心和信心的课,让我们的思维和创造力得到了大幅度的提高,让我们的科学素养有了很大的飞越。真真正正变学生的被动学习为主动学习,激发了我们的学习热情,不管实验成功或是失败,我们都能从中获得很多从其它地方得不到的知识,让我们获益匪浅!

全息照相大学物理实验总结 篇5

通过大学物理实验的课程学习,将物理理论与实践结合在一起,在这过程中能够发现很多的乐趣。实际的实验操作,使我对一些物理知识、现象有了更深入的认识,也激发起我对物理实验的兴趣和对物理现象探索的渴望。给我印象深刻的实验有很多,如迈克耳孙干涉仪测波长实验、衍射光栅实验、霍尔效应实验等。而全息照相立体效果十分有趣,是物理学中一道别样的风景。

全息照相的原理其实很简单,利用干涉方法记录了物体抵达摄影底片时光波的振幅与相位的全部信息。它记录的不是物体的几何信息,而是物光与另一束与之相干的参考光抵达照相底片的干涉条纹。所以,全息照片上一般看不到原物体的像,必须用原来的参考光照明,才能看到原物体的立体像,这被称为全息底片的再现。

从全息照相和普通照相对比中,我们可以很容易发现全息照相的特别之处。普通照相通常是通过照相机物镜成像,在感光底片平面上将物体发出的或它散射的光波(通常称为物光)的强度分布(即振幅分布)记录下来,由于底片上的感光物质只对光的强度有响应,对相位分布不起作用,所以在照相过程中把光波的相位分布这个重要的信息丢失了。因而,在所得到的照片中,物体的三维特征消失了。全息技术则完全不同,由全息术所产生的像是完全逼真的立体像(因为同时记录下了物光的强度分布和相位分布,即全部信息),当以不同的角度观察时,就象观察一个真实的物体一样,能够看到像的不同侧面,也能在不同的距离聚焦。

实验过程中使用到的仪器主要有:激光全息实验台,He-Ne激光器,光开关及曝光定时器;其它需要的是:分束镜一个,扩束镜两个,全反射镜两个,被摄物体及放置物体的底座,全息干版及底架以及暗室效果。

拍好全息照相除了掌握它的原理步骤外,还有很多的关键点值得我们注意:(1)具有一定功率的相干光源;具有稳定的操作平台;要有合适的光路;

(2)搭光路时要注意光斑是否均匀;物光和参考光在屏上要重叠,放置干版时要与该位置一致;

(3)搭好光路后要检查光程差是否接近零、物光和参考光的夹角是否适当(30°至50°)、以及物屏距离是否合适(10至15cm)、各元件间的距离尽可能拉大些;

(4)装底片时,药膜面不能装反;曝光时,不得走动,不能用手触摸光学元件的光学面,不要随意搬动和取下被摄物;激光器开启后,不要中途关闭、直到实验完毕。

(5)要获得最终的全息图,充分了解和学习感光底片的显影、定影、冲洗等有关摄影的暗室技术知识也是不可缺少的;显影时间2分钟左右,定影时间20分钟左右。定影后的底片应放在清水中冲洗2分钟。将全息照片放回原处,遮住物光,用参考光束照亮全息片,可观察到物体的像。

全息照片有很多奇妙的特点:片上的花纹与被摄物体无任何相似之处,在相干光束的照射下,物体图像却能如实重现。此外立体感很明显(三维再现性),如某些隐藏在物体背后的东西,只要把头偏移一下,也可以看到。视差效应很明显。全息图打碎后,只要任取一小片,照样可以用来重现物光波。甚至是,在同一张照片上,可以重叠数个不同的全息图。在记录时或改变物光与参考光之间的夹角,或改变物体的位置,或改变被摄的物体等等,一一曝光之后再进行显影与定影,再现时能一一重现各个不同的图像。

全息照相是六十年代发展起来的一种立体摄影和波阵面再现的新技术。由于全息照相能够把物体表面发出的全部信息记录下来,并能完全再现被摄物体光波的全部信息,因此,全息技术在生产实践和科学研究领域中有着广泛的应用。

除光学全息外,还发展了红外、微波和超声全息技术,这些全息技术在军事侦察和监视上有重要意义。

除用光波产生全息图外,已发展到可用计算机产生全息图。全息图用途很广,可作成各种薄膜型光学元件,如各种透镜、光栅、滤波器等,可在空间重叠,十分紧凑、轻巧,适合于宇宙飞行使用。使用全息图贮存资料,具有容量大、易提取、抗污损等优点。

全息照相的方法从光学领域推广到其他领域。如微波全息、声全息等得到很大发展,成功地应用在工业医疗等方面。地震波、电子波、X射线等方面的全息也正在深入研究中。全息图有极其广泛的应用。如用于研究火箭飞行的冲击波、飞机机翼蜂窝结构的无损检验等。现在不仅有激光全息,而且研究成功白光全息、彩虹全息,以及全景彩虹全息,使人们能看到景物的各个侧面。全息三维立体显示正在向全息彩色立体电视和电影的方向发展,甚至进入我们的日常生活,如产品商标,书籍装帧以及小工艺品等。

物理化学实验(南京大学出版社)课后思考题总结 篇6

一、对大学物理实验和理论课教学进行整合同步,改变理论与实验割裂的现状

目前大学物理和大学物理实验是两门独立课程, 往往是同时开设的,造成很多实验在做的时候,实验原理在理论上还没有学习,极大影响实验效果。应根据大学物理课程的教学进度,调整大学物理实验项目顺序,让大物实验在该实验涉及的理论讲授后一周内进行, 使学生通过实验及时验证所学理论知识,同时用学习的理论解释实验现象,达到理论联系实践的效果。

建议本着教育以人为本的原则, 将大学物理课程理论教学与实验教学统筹协调安排, 可能的话将大学物理实验和理论课整合成一门课, 实验作为整个课程一个不可割裂的部分看待(就像其他课程一样),有利于任课教师整体考虑理论与实验的关系。

二、对大学物理实验内容、实验管理方式、实验教学方法和手段进行改革

1.实验 内容改革

目前大学物理实验项目较多,而学时一再压缩,要想都做不现实。那么哪些实验该做,哪些实验选做甚至不做,才能达到最佳效果呢? 教学实践中应根据不同专业后续课程的需要,对大学物理实验进行取舍。如对机械工程专业来说,力学类实验最有用,应该都做,而像弗兰克-赫兹实验就没必要做。对电子科学与技术专业来说, 力学类很多实验如单摆测重力加速度就没必要做,而弗兰克-赫兹实验应该做。还有些实验,如长度测量和误差处理,应该所有专业都应该做,因为基本测量方法和误差处理所有专业都会涉及,也是所有实验的基础。可以根据不同专业分成必做实验和选做实验, 必做实验是与本专业后续课程密切相关的,所以必须做,而选做实验是学生根据个人情况有选择性地做。具体是机械类专业力学类实验全做,部分光学实验如牛顿环测厚必做,电学和热学部分实验选做;而电子信息类专业电学和光学实验全做, 力学和热学部分实验选做等, 总之大学物理实验项目应充分征求各专业的专业课老师的意见,利用好有限的大学物理实验学时,以做到学以致用。

另外大学物理实验课程教学内容应注重与最新科研、工程和社会应用实践的联系,融入科技创新和实验教学改革成果。

2.实验 管 理 方式改革

目前我国应用型本科院校大学物理实验课有规范化教学和开放式教学两种模式。规范化教学是由实验指导教师指导学生在规定的上课时间内完成既定实验项目; 而开放式教学是将实验全部摆出, 学生根据自身情况预约时间选择实验项目到实验室完成,实验教师只在实验室值班和答疑。目前大多数应用型本科院校由于人力物力的原因采用规范化教学;少数条件好的学校采用开放式教学。教学实践中发现这两种模式的单一采用已不能适应需要,应采用二者结合的方式。学生初学这门课的时候采用规范化教学,通过几次规范化实验课,让学生掌握一些基本实验技能、实验方法与处理数据技巧,使其初步具有独立操作能力。然后将部分实验开放,由学生自由选择项目做。如电学实验,先采用规范化教学法,让学生熟悉电流表和电压表等仪器的用法,掌握基本技能,再采用开放式教学,将惠斯通电桥的应用、电表改装及校准等实验需要的仪器摆出,由学生选做。学生自己设计实验方案,自己挑选仪器。这样学生既受到规范化工程训练, 又提高学生物理学思维和独立工作能力,为今后专业实验奠定扎实基础。

建议有条件的应用型本科院校的大学物理实验室建立自己的教学网站, 学生在网上根据每学期实验设置情况选择实验项目和实验时间,同时允许学生退选和补选实验,给学生一定的回旋余地。学生通过网络及时了解实验成绩,通过网络社区与老师讨论,这种“交互式”师生关系能充分调动学生的学习积极性和主观能动性,激发学生对实验的兴趣,培养学生创新意识和能力。

3.实 验 教 学 方 法 和 手 段 改 进

大学物理实验要重视演示实验的功能, 增强学生的学习兴趣。对一些实际生活中难以见到的物理现象,演示实验能增强理论讲授的说服力。而与生活生产密切相关的高科技含量较高的演示实验对引导学生了解科学前沿具有重要意义。对一些不易实物演示的,则可通过计算机模拟,如微观的、宏观的、极慢的、极快的物理过程采用计算机进行逼真模拟,放大或缩小物理场景,将物理过程形象地展示在学生面前,使学生透彻理解物理本质。建议教师自制一些演示实验的工具,学校投入一定经费购置一些演示仪器,供大学物理实验教学使用。

大学物理实验同样重视仿真实验, 如用有关软件模拟电场线,磁力线的分布,让学生通过仿真实验获得对物理知识的感性认识。部分大学物理实验还可考虑与专业实验对接,如三线摆测物体的转动惯量可以考虑和理论力学或者机械原理的有关专业实验对接,以达到提高学生知识水平和能力的目的。

实验数据处理和作图是大学物理实验中的重要环节。部分实验数据繁杂,计算量大,手工绘图粗糙,处理结果偏差较大, 使学生花大量时间用于数据计算而忽视实验本身的物理内涵,本末倒置,因此建议在大学物理实验教学中引入相关软件,如Excel、Matlab或Origin用于数据处理和绘图。

4.在 实 验 中引 进 物理学 史 教育

注意在大学物理实验课中引入物理学史教育, 可以受到良好的教学效果。做实验时,介绍一下该实验在物理学中的历史地位和影响、最初思路方法、做该实验的第一个科学家,道出相关理论的源流、发展、验证和形成过程,激发学生好奇心和兴趣,使下面的讲解变得容易,实验效果无疑非常好。同时通过物理学史的介绍将相关理论知识联系在一起形成知识面,从而加深学生对理论知识的理解和掌握,对科学家事迹的介绍有利于培养学生实事求是的科学态度和严谨认真的科学精神。所以,大学物理实验课中引入物理学史教育具有重要意义。

三、在大学物理实验教学中贯穿安全教育和爱护设备教育

1.培养学生安全 意识

安全意识是当代大学生的基本素养之一, 但在大学物理实验教学实践中,发现很多学生安全意识淡薄,这一点在电学实验中尤为突出。特别做交流电实验的时候,有同学图省事改动线路时不切断电源,带电操作,这是非常危险的事情,极易产生人身伤害。建议大物实验时,把实验安全问题放在首要地位,树立学生的安全意识,告诫学生按照实验规程操作。还有些同学纪律散漫,在实验过程中打打闹闹,很容易跌倒,地上有开关,弄不好碰破了头会导致人身伤害,所以在大学物理实验教学的同时要贯穿安全教育。

2.培 养 学生 爱 护 实验 设 备 、爱 护 公 物 的 意 识

在大学物理实验教学中, 发现很多同学对实验设备不爱惜,如电学实验中,个别人不按要求,将电压一个劲儿往上调,导致白炽灯烧掉了,还有个别同学野蛮操作,特别对示波器的探头线,经常硬拉强拽,造成不必要损坏。对导线的插拔有时不按照要求捏住根部进行,而是强拉线身,导致很多导线看似是好的,实际上已经不导通了。

针对这个问题,应该对学生展开爱护实验设备教育,在给学生演示示波器探头线和导线插拔的正确方法时, 严肃实验室纪律和操作规程, 让他们明白只能将电压调到实验指导书允许的上限就不能再上调了,另外引导学生想一想,为什么现在实验室的好多设备不能用,有那么多故障,是什么原因造成的? 师兄师姐们过去是不是也像我们现在这样不爱惜设备,导致现在很多实验开展起来困难重重? 如果我们继续不爱惜实验设备, 那我们的师弟师妹们以后做这些实验的时候不是情况更糟吗? 很多同学都表示一定要爱惜设备,不能给师弟师妹们留下烂摊子。

经过几次实验时的安全教育和爱护设备教育过后, 学生的安全意识有了明显提高,操作设备温柔多了,在做光学实验的时候,都知道不能用手捏透镜,收到良好效果。

四、在大学物理实验教学中贯穿素质教育和育人功能

1.组织纪律 性、协作精 神和团队 意识培养

大学物理实验教学的根本目的是培养人, 组织性、纪律性、协作精神和团队意识是新时代大学生必备的素质,大学物理实验教学中,发现不少学生组织性纪律性很差,协作能力很差,实验前不预习,实验过程中毫无头绪,大声喧哗,实验课迟到缺勤现象严重。教学实践中,我通过班干部和部分同学了解到班上哪些同学学习比较认真,态度比较端正,指定他们担任各个小组的组长,让他们在实验前督促同组人提前预习,来实验室时互相提醒不迟到,实验后及时写实验报告。另外指定动手能力比较强的同学轮流演示实验, 具体措施是自己主动报名加其他同学民主推荐,排定每次实验演示的同学,这些同学在实验前认真预习,吃透实验精神,有什么问题在实验前事先和我沟通,并且提前将实验预做一下,总结出现的问题并准备解决预案。正式上实验课的时候,让这个同学演示给其他同学看,我在旁边讲解,提醒大家注意事项,以及可能出现的现象和解决办法,在确认同学们都弄明白的情况下,让他们2~3人一组分组实验,实验中出现的问题让他们及时举手向我提问,我及时帮他们观察出现的问题, 引导他们用书本上的理论知识进行分析,找出症结,并最终顺利完成实验。

2.规 范 性 实 验 报告 和 应用 文写作能力 培养

实验报告是对一项实验工作做出规范的、全面的、实事求是的总结,并以书面形式表达出来。撰写完整规范的物理实验报告是教学的重要环节, 也是当代理工科大学生的基本技能技巧。但在大学物理实验教学实践过程中发现很多大二学生居然不知道完整的实验报告怎么写, 这些学生的实验报告往往是将测得的实验数据一罗列,就没下文了:没有分析,没有结论,没有思考。

针对这个问题我以“怎样写实验报告”为题在实验前给每个小组都详细讲解一遍:应该如何写,包括哪几个部分,要注意哪些东西,然后结合部分实验报告进行点评。并且提醒同学们实验报告是一种应用文写作,以后工作中,还可能有类似报告要写,虽然有所差别,但大同小异,套路是一样的,今天写实验报告,将来在工程技术工作实践中就可能要写研究报告、工程技术报告,所以同学们要高度重视它,切实提高应用文写作能力,为今后工作打下基础。

经过几次大学物理实验,学生的实验水平明显提高,一般问题都能自己解决,完整的数据表格也能轻松搞定,而且学生问的问题也上了档次,实验报告写得越来越认真,图表都很清楚、明显规范。很多同学都表示通过大学物理实验课,确实学到了不少东西, 加深了对书本知识的理解, 弄清楚了很多概念,而且改掉了过去散漫的作风,养成了严谨的工作态度,提高了协作精神,团队意识明显提高,受益匪浅,达到了素质教育的目的。

五、改进大学物理实验考核体系

改进实验考核方法,旨在提高教与学的积极性。目前大学物理实验考核由平时成绩与课期末考试成绩两块组成。平时成绩包括出勤率和实验报告撰写,期末考试成绩《大学物理实验(上)》是考核学生处理实验数据方法的掌握,而《大学物理实验(下)》是考核实验原理,导致学生实验过程中不认真对待,数据抄袭现象严重。不少同学在大学物理实验结束后做专业课实验,连万用表都不会用。为了保证实验课教学质量,建议对《大学物理实验(下)》进行实验操作考核。抽签决定考试项目并单人操作, 当场评分。由于有期末单人操作考试的压力,因此学生的实验态度发生了根本性变化,由以往只注重实验结果向注重实验操作步骤及实验报告转变,态度积极认真,效果良好。

在对学生的考核上,强化平时成绩,平时成绩占80%,同时注重考查学生自学能力(预习报告,20%)、表达能力(数据处理和分析,20%)和操作能力(20%)。考核方式除笔试、抽签操作外,还应建立多元化实验考核方法,如学生自制实验器材的,或者改进实验方案的都可以折算成平时成绩的一部分,大大激发学生学习兴趣和创新能力。另外为了提高学生实际操作能力,缺做实验的学生允许补做或重做。

随着时代进步和教育改革深化, 大学物理实验教学实践中还会面临更新形势,还会遇到更多问题,但我相信,只要秉承一颗责任心,坚持教书的同时育好人的原则,遇到问题想办法解决,甚至创造条件解决,就能不断提高大学物理实验的教学水平,推动大学物理实验教学进步。

摘要:随着经济发展和工业化进程推进,社会对应用型人才的需求越来越多,高等教育正走向以培养应用型人才为主的多元化教育。新形势下,大学物理实验教学工作面临许多新问题,本文对这些问题进行思考与探索,试图在教学实践中解决这些问题,推动大学物理实验教学进步。

物理化学实验(南京大学出版社)课后思考题总结 篇7

关键词:工科 大学物理实验 教学改革 课程体系 创新意识 综合素质

实验,是科学研究最基本的方法之一,根据科学研究的目的,尽可能地排除外界的影响,突出主要因素并利用一些专门的仪器设备,而人为地变革、控制或模拟研究对象,使某些事物(或过程)发生或再现,从而去认识自然现象、自然性质、自然规律。而物理实验在人的科学素质培养中具有非常重要的地位,物理实验曾经为社会为人类培养了许多的优秀人才,推动了科学技术的发展,推动了现代社会和人类文明的快速进步。

对工科专业的学生来讲,大学物理实验课程显得尤为重要,因为实验课是一门实践性和应用性很强的课程。它不仅能帮助学生正确认识物理理论的概念和定律,还能帮助学生加深对物理理论的理解。此外,与课堂上较为呆板的大学物理教学相比,物理实验课教学的手段方法可以更加灵活和多样。通过科学组织、精心优化,让学生发现问题,思考问题,组织对策,最后解决问题,一堂优秀的实验课能让学生受益匪浅。因此,大学物理实验课程是培养学生学习能力、实践能力和创新能力的重要环节,也是培养专业基础丰厚、实践能力突出的创新型人才的重要基础。

在多数工科院校,大学物理实验是一门单独设课的必修课程,通常安排在大学二年级开课,这个时期的学生,刚刚学习了高等数学,线性代数以及计算机基础应用等基础课程。在具备了这样一个基本的知识架构和能力之后,开展大学物理实验教学,既能巩固运用之前所学的的理论知识,又能逐渐培养和锻炼学生的动手操作能力,同时也为后面需要学习的专业性更强的实验课做好准备与铺垫。基础物理实验作为大学生在进校后的第一门科学实验课程,不仅应让学生受到严格的、系统的实验技能训练,掌握科学实验的基本知识、方法和技巧,更主要的是要培养学生严谨的科学思维能力和创新精神,培养学生理论联系实际、分析和解决实际问题的能力。

特别是现如今,新能源、新材料、信息网络、生物医药、节能环保、低碳技术、绿色经济等都在不断改革,不断刷新着纪录,高科技迅猛发展,高精尖日新月异。科技创新组织形式也在发生深刻的变化。这些都极大地加速了科学技术的发展以及各学科之间的相互交叉、融合和渗透,更新更加综合化已经成为现代科学发展的主流趋势。因此,在高等教育人才培养上的思路必然要适应这些变化,积极面对科技进步的新趋势和新挑战,做出更加科学合理的改革。只有这样,才能适应社会对人才越来越高的要求。

1 大学物理实验课需要得到重视

1.1 实验室是现代大学的心脏,是高校教学的重要基地。但一直以来很多高校都是重理论、轻实践、重知识、轻能力,这样培养出来的大多数学生非常缺乏分析问题和解决问题的能力,遇到问题就逃避,遇到问题就停滞不前。

曾有这样一个调查,是调查大学生所在中学物理实验的情况,结果是所在中学物理实验仪器设备不齐备的占35%,只有极少数仪器的占13%;能保证一人一组做实验的仅占1%,能保证三人以上一组做实验的占65%;中学物理实验教学大纲中规定的17个必做实验,做过的学生占73%,只是听教师讲实验但没动手做过的占25%。如此一来,在学生的心理上就是一个暗示,实验课很简单,不需要思考,按部就班就万事大吉,做实验敷衍了事,甚至实验数据存在严重偏差,就马上涂改、伪造甚至抄袭数据。这样教学的结果就是很难达到培养学生动手、分析和解决问题能力的目的,就更不用说培养创新意识和钻研精神了。

1.2 在工科院校尤其非物理类专业,大学物理实验的学时很少,近几年更是如此。很多高校把专业课程,专业学科建设看的很重要,部分人认为物理实验的实用性不强,对掌握专业技术帮助不大,跟学生以后的就业工作也没什么关系,这就大大降低了大学物理实验受重视的程度。而且,学时和实验项目的压缩精简,导致课程设置不合理,留给实验教师的只有迷惘和无奈,也没有了上课的热情,教学效果可想而知。

2 实验教学内容和手法需要改进,实验体系亟待完善

2.1 在传统的大学物理实验课程教学中,学生往往过分依赖教师的指导,几乎所有实验都事先由教师安排内容、准备仪器,然后在学生做实验前,先讲解实验的目的、原理、步骤并做演示,这样一来,学生只要按照现成的步骤、方法进行实验,最后把实验结果写在统一设计好的实验数据记录报告纸上即可。这种走过场的实验教学,不仅让教师觉得枯燥乏味,也令学生感觉没有什么意思。想要从根本上提高大学物理实验课教学效果,必须从大学物理实验课程的教学内容、教学方法、管理制度、成绩考核等方面进行积极有效地改革。

在科学技术飞速发展的今天,新技术、新材料、新工艺不断涌现,产品的更新换代周期越来越短。我国目前也正处于经济转型和产业升级换代时期,迫切需要数以亿计的工程师、高级技工和高素质职业人才,对提升劳动大军就业创业能力、产业素质和综合国力,意义重大。但是,与此相反的是,当下的大学物理实验教学还是停在传授知识、循规蹈矩的注入式方法教学,按照规定好的步骤进行实验,激发不出学生的学习兴趣,没有了积极思考对策,寻求解决方案的历练,致使大学物理实验课流于形式,落后的教学观念与现代素质教育严重脱节。

2.2 教学手法比较单一,很多工科院校的物理实验室采用的仍然是板书教学,有些板书还是一成不变的板书,缺乏更新,大大降低了学生的积极性。本科生的大学物理实验教学一般一项实验的课时是3、4个学时,在这个很短时间内要学生了解实验原理、仪器原理、熟悉仪器的操作使用并完成实验是不太可能的,没有办法只好在实验教学过程中,让教师对实验原理、实验步骤、仪器操作方法等尽量交待清楚一点,这样学生自己的思考就少了,很多学生是盲目操作,走过场,这实际上是一种呆板的模仿型教学。教师也成了应付差事,最终考核学生实验成绩的时候也是马马虎虎。这就需要实验教师在现有设施条件的基础上,发掘出更加行之有效的教学手段和方法,比如问题教学法,让学生碰钉子,遇难题,然后想办法解决,使学生养成严肃认真,周到细致,稳妥可靠,万无一失的良好作风。

2.3 实验课程的体系亟待完善,一些学校也逐渐意识到了这个问题,那就是改变旧有的力、热、声、光、电、磁等类型划分,改为按照基础性实验、综合性实验、设计性实验和创新性实验进行分类,重视学科之间的兼容互补性,形成一个从低到高、从基础到前沿、从接授知识到培养综合能力,逐级提高的开放型体系。在考核体系中,更加重视考查学生的动手操作能力,让学生在掌握了基本物理量的测量、基本实验仪器的使用、基本实验技能的训练和基本测量方法与误差分析之后能够综合运用,在综合性实验和设计性实验中,提高兴趣,提升层次,展现出自身的想象力和创造力。

3 大学物理实验室仪器普遍落后,急需更新换代

3.1 在很多工科院校都是主抓学校特色专业,强化学科建设,积极调整学生专业课程,迎合用人单位需求的背景下,在各院系专业实验室的建设上的投入已经远远甩下了物理实验室。很多学生参加工作以后会和我们反映,就说到学校的设备有些落后了,在学校学的东西太少、太浅,很多工科专业的学生在刚刚参加工作的时候,都要由单位组织专业的短期培训,然后下部门跟师傅学习,那如果学生在学校就能接触到社会使用率高的仪器设备,并且学会熟练使用维护它,或者说打好基础,加强学习能力,那一定能让我们的学生受到用人单位的青睐。

3.2 和国外相比,我们物理实验室的仪器设备已经存在了很大的差距,这严重限制了学生的视野,也限制了教育教学的发展空间。而在我们大多数工科院校,物理实验室既然是大学生入学后的第一门实验课,那就既要搞好中学物理实验和大学物理实验教学的衔接,又要与时俱进,跟上专业实验室的发展,承前启后,做好这个摆渡的工作,这就需要实验室的仪器设备能够更新换代,甚至是升级到一个领先的状态,这样才是我们高等教育应该达到的层次,才能体现出我们所培养的高素质人才的水平。

总的说来,对于大学物理教学的改革,仁者见仁,智者见智。同时,也要根据各院校,不同专业的具体情况具体分析,我们改革的目的就是想让学生更多的参与到物理实验课程中来,给学生提供更加广阔的思考空间和选择余地,充分调动学生的积极性,激发他们的想象力,增强其创新意识,培养其坚忍不拔的思想品质、实事求是的科学态度、相互帮助的协作精神,在学生观察、分析和判断方面加以引导,提高个人能力和综合素质,为社会输送更多的具有高素质的人才。

参考文献:

[1]张晓蓉.谈物理实验与实验教学的重要作用[J].吉林省教育学院学报(下旬),2013,29(4).

[2]赵宗淑.论大学物理实验体系建设与教学改革[J].高校实验室工作研究,2006(6).

[3]赵亚林,周在进.大学物理实验[M].南京大学出版社,2006(3).

大学 食品工艺 课后思考题 篇8

食品的腐败变质及其控制

1.引起食品腐败变质的生物学因素及其特性。

(1)外在因素

1.微生物:

细菌:细菌引起的变质一般表现为食品的腐败;细菌会分解食品中的蛋白质和氨基酸,产生臭味或异味,甚至伴随有毒物质的产生;

酵母菌:在含碳水化合物较多的食品中容易生长发育,在含蛋白质丰富的食品一般不生长;在pH5.0左右的微酸性环境生长发育良好;

霉菌:在有氧、水分少的干燥环境能够生长发育;富含淀粉和糖的食品容易生长霉菌,出现长霉现象;

2.害虫和啮齿动物:

害虫:主要有甲虫类、蛾类、蟑螂类、螨类。

啮齿动物:对食品危害最大的啮齿动物是老鼠。

(2)内在因素

食品自身的酶作用和各种理化作用

2.试述引起食品腐败变质的化学因素及其特性。

酶的作用:

(1)酶作用引起的食品变质主要表现在色、香、味、质地的变劣;

(2)非酶褐变:美拉德反应、焦糖化反应、抗坏血酸氧化反应

(3)氧化作用:脂肪的氧化

3.温度和水分对食品的腐败变质有何影响。

答:温度:影响食品中发生的化学变化和酶催化的生物化学反应速度以及微生物的生长发育

水分:水分不仅影响食品的营养成份,风味物质和外观形态的变化,而且影响微生物的生长发育。

4.食品保藏的基本原理是什么?

无生机原理……无菌原理;

假死原理……抑制微生物;

不完全生机原理……保鲜;

完全生机原理……发酵原理

5.如何根据食品的腐败变质的症状判断食品败坏的原因,制定相应的防治措施?

6.栅栏技术的基本原理是什么?食品生产和保藏过程中如何应用栅栏技术?

答:基本原理:各栅栏因子单独或相互作用,形成特有的防止食品腐败变质的“栅栏效应”,使微生物不能逾越,从而达到保藏食品的目的。

应用:⑴食品加工与保藏中的微生物控制;⑵食品加工与保藏中的工艺改造、新产品开发;⑶与HACCP有某些相同的作用。

7.食品标签的内容及其基本要求有那些?

1.内容:食品名称;配料表;净含量及固形物含量;制造者、经销者的名称和地址;日期标志和储藏指南;质量等级:按标准中的规定标注;产品标准号;特殊标记内容;条形码;各种标志

2.基本要求:

(1)食品标签不得与包装容器分开。

(2)食品标签的一切内容,不得在流通环节中变得模糊甚至脱落;必须保证消费者购买和食品时醒目,易于辨认和识读。

(3)食品标签的一切内容,必须清晰,简要,醒目,文字,符号,图形应直观,易懂,背景和底色应采用对比色。

(4)食品名称必须在标签的醒目位置,食品名称和净含量应排在同一视野内。

(5)食品标签所用文字必须是规范的文字。

(6)食品标签所用的计量单位必须以国家法定计量单位为准.第二章

食品干藏

1.水分活度与微生物的发育和耐热性的关系

答:1)与发育的关系:A.水分活度下降,微生物的生长繁殖速度下降,甚至等于零。B.微生物的种类不同,最适宜的水分活度和最低水分活度不同

;C.最适宜的水分活度和最低水分活度除与微生物的种类有关,还与食品的种类、温度、酸度有关;

2)与耐热性的关系:水分活度降低,微生物的耐热性增加。

2.水分活度与酶活性和酶耐热性的关系

答:1)与酶活性的关系:各种生化反应的发生都需要满足一定的水分活度条件;水分活度降低,酶的活性下降,对应的生化反应速度减慢;酶起作用的最低水分活度与酶的种类、温度、pH有关。

2)与酶耐热性的关系:水分活度降低,酶的热稳定性增加,食品干制过程的条件难以钝化酶的活性。食品干制后,酶的活性降低,但底物的浓度增加,生化反应的速度可能加快或减慢。

3.水分活度与氧化,非酶褐变的关系

答:1)与氧化的关系:当食品的水分活度小于单分子吸附水所对应的水分活度时,氧化反应速度随水分活度降低而增大,脂肪的氧化表现为过氧化物价的增加;当食品的水分活度大于单分子吸附水所对应的水分活度时,氧化反应速度随水分活度降低而减小,脂肪的氧化表现为水解。

2)与非酶褐变的关系:一般非酶褐变最适宜的水分活度为0.6~0.9,当水分活度为0或1,非酶褐变的速度等于零即食品中的水分活度特高或特低,非酶褐变的速度也很低,反应物的浓度对非酶褐变反应速度有重大影响。

4.影响食品湿热传递的因素

干燥介质的温度;

干燥介质的湿度;

干燥介质的流速;

食品的种类、大小、表面积;

原料的装载量;

5.什么是干燥曲线,干燥速度曲线和温度干燥曲线?它们有什么意义?

(1)干燥曲线:说明食品含水量随时间而变化的关系曲线。

意义:从图中曲线可以看出,在干燥开始后的很短时间内,食品的含水量几乎不变。随后,食品的含水量直线下降。在某个含水量以下时,食品含水量的下降速度将放慢,最后达到其平衡的含水量,干燥过程即停止。

(2)干燥速度曲线:干燥过程中任何时间的干燥速度与该时间的食品绝对水分之间关系的曲线。

意义:该曲线表明,在食品含水量仅有较小变化时,干燥速度即由零增加到最大值,并在随后的干燥过程中保持不变,称为恒率干燥期。当食品含水量降低到第一临界点时,干燥速度开始下降,进入降率干燥期。

(3)温度干燥曲线:干燥过程中食品温度与其含水量之间关系的曲线。

意义:由图中可以看出,在干燥的起始阶段,食品表面温度很快达到湿球温度。在整个恒率干燥期内,食品的表面均保持该温度不变,此时食品吸收的全部热量都消耗于水分的蒸发,从第一临界点开始,由于水分扩散的速度低于水分蒸发速度,食品吸收的热量不仅用于水分蒸发,而且是食品的温度升高。当食品含水量达到平衡含水量时,食品的温度等于加热空气的温度(干球温度)。

6.如何计算食品的干燥时间

答:1)对于恒率干燥期的干燥时间可用下式计算

式中:W1为恒率干燥的初始含水量;Wc为恒率干燥结束时的含水量;v为恒率干燥速度。

2)对于降率干燥期的干燥时间可用下式来计算

式中:G为待干食品的重量;A为待干食品的蒸发面积;N为降率干燥速度;W1为降率干燥阶段结束时的含湿量;W2为降率干燥开始时食品的含湿量。

7.常见食品的干燥方法有哪些?分析其各自的优缺点?

答:自然干燥法和人工干燥法

(1)自然干制特点:

A.方法和设备简单,无能耗,生产费用低,管理粗放;

B.干制时间长,干制品质量差;

C.受气候条件限制;

D.需要大面积的晒场,劳动强度大,生产效率低;

(2)人工干制特点:

A.干燥速度快,干制品质量好;

B.不受气候条件限制,工艺条件易于控制;

C.卫生条件好;

D.需专用设备,管理要求严格;

E.能耗大,干制费用高;

8.试述升华干燥的原理,如何加快升华干燥速度?

答:原理:根据水相平衡关系,在一定的温度和压力条件下,水的三种相态之间可以相互转化。当水的温度和压力与其三相点温度和压力相等时,水就可以同时表现出三种相态。而在压力低于三相点压力时,或在温度低于三相点温度时,改变温度或压力,就可以使冰直接升华成水蒸气。方法:

9.食品干制过程中发生哪些变化?分析这些变化对食品质量有什么影响?

一.物理变化:

1)干缩:干缩导致体积缩小,肌肉组织细胞的弹性部分或全部丧失,而且干缩之后有可能产生所谓的多孔性结构;

2)表面硬化:发生表面硬化之后,食品表层的透气性将变差,使干燥速度急剧下降,延长了干燥过程;

3)溶质迁移现象:溶解在水分中的溶质随水分向表层迁移。

二.化学变化:

1)营养成分的变化:A.碳水化合物的减少

;B.脂肪氧化;C.蛋白质脱水变性;

D.维生素的损失

2)色泽的变化:①非酶褐变;(A.羰氨反应;B.焦糖化反应;C.维生素C的氧化)②酶褐变;③色素物质本身的变化

3)风味的变化:A.挥发性风味物质的损失;B.脂肪类物质氧化形成的异味和异臭;C.产生某些特殊香气

三.组织学变化:干制品复水性变差,复水后的口感较为老韧,缺乏汁液。

10.不同的干制品放在一起储藏时将会发生什么样的变化?这些变化会带来哪些影响?

可能会发生串味

不同种类的食品在同一个冷藏间内储藏,气味强烈的食品会将味道传给其他食品;

防止酶促褐变的措施:热烫、硫处理、稀盐水浸泡

防止非酶褐变的措施:亚硫酸盐处理

11.你是否认为干燥技术是一种有发展前景的食品保藏技术?

第三章

食品低温保藏

1.食品低温保藏的原理是什么?

答:借助人工制冷技术降低食品温度达到适当程度的低温并始终维持这样的低温来保藏食品,在这样的低温下能阻止或延缓食品的腐败变质。

2.低温对微生物和酶的影响?

答:低温对微生物的影响:微生物对低温的敏感性较差,绝大多数微生物处于最低生长温度时,新陈代谢已减弱到极低程度,呈休眠状态。再进一步降温,就会导致微生物死亡。

低温对酶的影响:A.温度降低,酶的活性降低;

B.当食品温度低于冻结点时,一部分水结冰,导致食品的水分活度下降,酶的活性降低;C.低温并不能完全抑制酶的活性;

D.食品解冻时酶的活性大大增强,从而使食品品质快速下降。

3.食品的冷却目的和方法有那些?

答:目的是快速排出食品内部的热量,抑制微生物的生长繁殖和生化反应速度

方法:空气冷却法,冷水冷却法,碎冰冷却法,真空冷却法

4.食品的冷藏方法及其特点?

1)自然空气冷藏法:通风库效果不如冷库,但费用较低

2)机械空气冷藏法:制冷通过机械进行,利用空气作冷却介质的,故热传导较慢。

3)气调冷藏法:a)抑制果蔬的后熟;b)减少果蔬损失;c)抑制果蔬的生理病害;d)抑制真菌的生长和繁殖;e)防止老鼠的危害和昆虫的生存。

5.食品冷藏过程中的质量变化表现在哪里?其控制措施是什么?

答:A.水分蒸发:表现:失去新鲜饱满的外观,出现明显的调萎现象。措施:控制温差,湿度和流速

B.冷害:表现:表皮凹陷;果肉组织的褐变;未成熟的果实采后受到冷害将不能正常成熟或着色不均匀,不能达到食用标准;叶菜上和有些果实上出现的水浸状斑点;快速腐烂。措施:控制冷害临界温度的值和时间的长短。

C.后熟作用:表现:可溶性糖含量升高,糖酸比例趋于协调,可溶性果胶含量增加,果实香味变得浓郁,颜色变红或变艳,硬度下降。措施:控制其后熟能力,低温。

D.移臭和串味:表现:互相吸收气味。措施:凡是气味互相影响的食品应该分别储藏,或包装后进行储藏。

E.肉的成熟:表现:经过一段时间肉质变得粗硬,持水性大大降低。继续延长放置时间,则粗硬的肉又变成柔软的肉,持水性也有回复,而且风味极大的改善。措施:低温。

F.寒冷收缩:肉质硬、嫩度和风味差;

G.脂肪氧化;

H.其他变化。

6.简述食品的冻结过程及其常用的冻结方法?

答:食品的冻结过程一般可以分为三个阶段:1)初阶段:从初温到冻结点,降温快,其中会出现过冷现象。2)中阶段:降温慢,食品中大部分水冻结成冰。3)终阶段:从成冰后到终温,此时放出的热量,一部分用于降温,一部分用于继续结冰。

常用的冻结方法:1)间接冻结:静止空气冻结,送风冻结,强风冻结,接触冻结。2)直接冻结:冰盐混合物冻结,液氮与液态二氧化碳冻结。

7.冻结食品在包装和储藏方面应注意哪些问题?

答:包装应注意:为避免冻品的干耗、氧化、污染等,包装材料应选择透气性能低的材料。在分装时,应保持在低温下进行工作,同时要求在短时间内完成,重新入库。

储藏应注意:要求贮温控制在-18℃以下,或者更低,而且要求温度要稳定,减少波动,并且不与其他异味的食品混藏,最好采用专库储存。

8.食品在冻藏过程中容易发生哪些变化?如何对其进行控制?

答:1)冰晶的成长和重结晶:来不及转移就在原位置冻结,保持冻藏库温度稳定,避免储运温度波动。2)干耗:保持冻藏时足够的低温,减少温差,增大相对湿度,加强冻藏品的密封包装,采取食品表面镀冰衣的方法。3)冻结烧:采用较低的冻藏温度,镀冰衣或密封包装。4)化学变化5)液汁流失

9.TTT的概念,计算及其重要性?

概念:速冻食品在生产,储藏及流通各个环节中,经历的时间和经受的温度对其品质的容许限度有决定性的影响。

计算:1)算出品质下降值为1.0时的每天品质下降量q;

(q

=1.0/

d)。2)算出各阶段的品质下降量Qi;(Q

i=

q×d)。3)将各阶段的品质下降量累计,即为最终品质下降量。Q

1.0

品质可认为优良;

Q

1.0

品质下降明显,数值越大,品质越低劣。

重要性:

10.简述冻结食品的解冻过程和方法?如何控制解冻过程中食品质量的变化?

答:食品的解冻过程可分成三个阶段:

A.冻藏温度

~

—5℃;

B.—5℃

~

冻结点(最大冰晶融化带),有效解冻温度带,与最大冰晶生成带相反;

C.冻结点~解冻终温。

方法:1)空气式;2)液体式;3)水蒸气式(常压型、真空型);4)内部加热式

如何控制:

第四章

食品罐藏

1.影响微生物耐热性的因素有哪些?

答:微生物的种类和数量;热处理温度;食品成分。

2.高温如何影响食品中酶的活性?

答:p106

3.罐头为何要排气,常见的排气方法有哪些?

1)防止或减轻因加热杀菌时内容物的膨胀而使容器变形或破损,影响金属罐的卷边和缝线的密封性,防止玻璃罐跳盖。

2)防止罐内好气性细菌和霉菌的生长繁殖。

3)控制或减轻罐藏食品在储藏过程中出现的马口铁罐的内壁腐蚀。

4)避免或减轻罐内食品色,香,味的不良变化和纤维素等营养物质的损失。

热力排气法,真空封罐排气法,蒸汽喷射排气法。

4.封罐时应注意哪些问题?

答:

5.罐头传热的方式有哪几类?哪些因素会影响传热效果?

答:导热,对流传热,对流导热。

食品的种类;罐藏容器材料的物理性质;罐头食品的初温;杀菌锅的形式和罐头的大小、在杀菌锅内的位置、排列方式

6.如何计算罐头的合理杀菌时间?

答:τ=D(lga—lgb)(a:细菌初始数;b:τ分钟加热处理后的残存活菌数)

D2=D1

10(t1

t2)/

Z,τn=

n

D

已知肉毒杆菌在121℃时的D值为0.26min,Z值

为10℃。若要把芽孢数从107减少到105,求在115℃

下所需的加热时间。

7.什么是安全F值?它与实际杀菌时间有何关系?

答:安全F值:在一定温度下杀死一定浓度的细菌或芽孢所需要的热力致死时间。

关系:F值越大,杀死一定浓度的细菌或芽孢所需要的热力致死时间越长;反之,F值越小,杀死一定浓度的细菌或芽孢所需要的热力致死时间越短。

8.罐头食品常用的杀菌方式有哪些?

答:热处理,辐射,加压,微波,阻抗

9.高压杀菌的规程和注意事项有哪些?

答:

10.简述罐头食品胀罐的类型及原因?

答:隐胀,轻胀,硬胀

①物理性胀罐:装罐量过多、顶隙太小、排气不足、杀菌后冷却速度过快等造成,一般在杀菌冷却后即可发现。

②化学性胀罐:酸性食品与罐内壁发生电化学反应,使罐内壁被腐蚀,同时产生氢气聚积在罐内,一般要在罐头贮藏了一定时间才能发现。

③细菌性胀罐:由产气细菌的生长繁殖引起,在罐头贮藏期间出

现,同时伴随着食品的变质,经保温检查也能发现

11.分析罐内食品变质的原因,生产中应如何防止变质现象发生?

答:原因:罐头密封性不好;微生物存在;

质量严格要求;加强冷却水的卫生管理;

12.分析罐头容器腐蚀的类型,原因,如何采取防止措施?

均匀腐蚀:酸性食品腐蚀,降低食品酸度或使用耐酸性罐;

部分腐蚀:顶隙残存氧气的氧化作用,尽可能排气干净;

集中腐蚀:酸性食品腐蚀或空气含量高,降低食品酸度和含气量

异常脱锡腐蚀:食品内含有特种腐蚀因子;

硫化腐蚀:含硫蛋白质较高的食品,在杀菌和贮藏时分解放出硫化氢或其它有机硫化物,与锡、铁作用产生黑色化合物。

其他腐蚀:

13.新含气调理食品的生产原理是什么?

答:食品原料预处理后,装在高阻氧的透明袋中,抽出空气后注入不活泼气体并密封,然后在多阶段升温,两阶段冷却的调理杀菌锅内进行温和式杀菌,用最少的热量达到杀菌的目的,较好的保持了食品原有的色香味和营养成份,并可在常温下保藏和流通长达6-12个月。

来自食工(老胡)课件的思考题:可以看一下!

第1章

食品的腐败变质及其控制

1、食品工艺学的内涵

2.试述引起食品腐败变质的主要因素(生物学因素、物理因素、化学因素)及其特性。2.温度和水分对食品的腐败变质有何影响?

3.食品保藏的基本原理与保藏技术的四大类(维持最低生命活动

保鲜贮藏、抑制微生物活动和酶的活性

干制。冷冻冷藏。腌制、运用发酵原理

乳酸。酒精。醋酸发酵、无菌原理

罐藏)?

4、酶活性的控制(降温与热处理、化学处理)

5、微生物的控制途径(加热/冷却、控制水分活度、控制渗透压、控制pH、使用添加剂、辐照、微生物发酵)

5、栅栏技术的基本原理是什么?食品生产和保藏过程中如何应用栅栏技术?

5.食品标签必须标注的内容及其基本要求有哪些?

第2章食品的低温保藏

1.温度对微生物生长发育和酶及各种生物化学反应有何影响?

2、为什么要预冷,预冷有哪些方法;

2.什么条件下冷冻产品会腐败和食用不安全?保证冷冻产品安全的关键有哪些方面?

3.冻结过程可分哪几个阶段?如何理解快速通过最大冰晶生成区是保证冻品质量的最重要的温度区间?

快速冻结可获得均匀致密的干制品,细胞膜和蛋白质受破坏小,复水后食品弹性好,持水力强

4.冻结和冻藏对果蔬有何影响?

4、冻结速度快慢对冷冻食品质地有什么影响。

5.为什么蔬菜冻结前要热烫?如何掌握热烫的时间?

6.单体速冻(IQF)设备有何特点?适合哪些物料的冻结?

冻结速度快;

生产效率高,效果好,自动化程度高;

食品在悬浮状态下冻结,彼此不会粘连,又称为“单

体快速冻结”(individual

quick

frozen,简称IQF);

适合体积小、比重较小的食品冻结。

7.冻结果蔬对原料有哪些要求?水果和蔬菜在冻结工艺上有何

异同?

8.影响速冻、冻结果蔬质量的因素有哪些?如何提高和保证冻结果蔬的质量?

第3章食品罐藏

小结:D值与微生物的种类、菌种及温度有关,与微生物细胞或芽孢的原始浓度无关;

®

D值本身并不代表全部杀菌时间,不能根据D值制定杀菌的工艺条件;

®

根据D与F的关系式,可以比较容易地知道F值。

当T=121℃时,F

=

nD

®

F值与微生物的种类、菌种及微生物细胞或芽孢的原始浓度有关;

®

F值代表全部杀菌时间,实际生产时应根据F值制定杀菌的工艺条件。

®

第4章

食品的干制保藏

1、水分活度的概念;食品中水分含量和水分活度有什么关系,说明原因;水分活度对微生物、酶和其他反应有什么影响。

2、干制脱水与浓缩脱水的区别;食品干制过程的核心问题;

1.什么是导湿性和导湿温性?的定义与意义

①导湿性:由于水分梯度的存在促使水分从含量高处向含量低处转移

②导湿温性:食品内部由于温度梯度的存在促使水分从高温处向低温处转移

2.简述干制过程中食品水分含量、干燥速率和食品温度的变化

3.如果想要缩短干燥时间,该如何控制干燥过程?

4.干制条件主要有哪些?他们如何影响湿热传递过程的?(如果要加快干燥速率,如何控制干制条件)

5.影响干燥速率的食品性质有哪些?它们如何影响干燥速率?

6.合理选用干燥条件的原则?

7.食品的复水性和复原性概念

1)复水性:指新鲜食品干制后能重新吸回水分的程度,一般常用干制品吸水增重的程度衡量。在一定程度上能反映干制品的品质状况。

2)复原性:干制品重新吸水后在重量、大小、形状、质地、颜色、风味、成分、结构及其它可见因素等方面恢复原来新鲜状态的程度,有的可以定量衡量,有的只能定性衡量。

8.列出干燥设备的基本组成结构;

干燥室、冷冻系统、抽真空系统、捕集器、加热系统几部分。

9.简述顺流和逆流干燥设备的区别和特点;

1.顺流式

特点:A.前期干燥速度快,易产生表面硬化现象;

B.后期干燥速度下降,干制品最终水分较高(≥10%),不适宜用于干吸湿性强的物料。

2.逆流式

特点:A

前期干燥速度缓慢;

B

不易出现表面硬化现象,但在干燥后期容易出现焦化现象;

C

干制品的最终含水量较低(<+5%)

10.在人工干制方法中有哪几大类干燥方法,各有何特点?

1。固定接触式对流干燥

柜式(箱式)干燥设备、隧道式干燥设备

特点:间歇式,灵活、方便,适用范围广,适用于多品种、小批量食品的干制生产。

2。输送带式干燥设备

特点:

a、干燥可连续化,生产能力大、劳动强度较低;

b、可以分段自动控制温度、空气流速等工艺参数;

c、适宜于品种单一、产量大的物料干制;

d、如果干制产品或工艺条件经常变换,则不宜使用带式干燥设备。

3。悬浮接触式对流干燥

将固体或液体食品悬浮于热空气中进行干燥,有气流干燥、流化床式干燥、喷雾干燥等。

4。接触式干燥

特点:

A、不用象对流干燥那样必须加热大量空气,热能利用较经济;

B、被干燥物料的热传导率一般较低,若与加热面接触不良,热传导率会更低;

C、加热温度高,只能用于对热不敏感的胶状、膏状和糊状食品的干燥。

5。微波干燥

特点:j

j

属于内部加热方式,加热速度快;

k

加热均匀、制品外观好;

l

节能高效;

m

温度易控制、自动化程度高;

清洁卫生;

⑥对水分含量高的食品,易产生过热,耗电量大,成本高。最好能与热风干燥配合使用。

11.在空气对流干燥方法中有那些设备?每类设备的适用性?

12.喷雾干燥设备的组成及特点;

特点:

⑴蒸发面积大,干燥迅速快,一般只需5~100s;

⑵干燥过程液滴温度较低,适合热敏性物料的干燥;

⑶过程简单,操作方便,可连续化生产;

⑷产品质量好(颗粒均匀,溶解性好);

⑸单位产品耗热量大,设备的热效率较低。

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