光电效应实验报告范文

光电效应实验报告篇1

关键词：创新型QC小组；活动程序；撰写经验 ；撰写报告；评审标准

当今的社会各领域已进入了“创新”时代，QC小组的课题类型也在与时俱进，为各行业QC小组在“新产品、新工艺、新设计”的研发上提供了一种科学实用的手段。目前“创新型”课题在各行业中广泛推广应用，但是在撰写QC成果报告方面，多数小组成员还没有掌握其方法，还存在“照猫画虎、一支笔绣花”的现象。下面结合“创新型”课题的特点及实践经验，就其QC成果报告的撰写方法和应注意的问题作一探讨。

1 “创新型”QC小组基础

要想开展好“创新型”QC小组活动，一要掌握QC小组基础知识；二要掌握创新型小组的活动程序；三要能正确、熟练地运用各种QC工具分析和解决问题；四要借鉴优秀成果报告的撰写经验，这些是撰写QC成果报告的基础。

1.1 “创新型”QC小组

就是运用全新的思维和创新的方法，研制、开发新的产品、工具或服务，是以提高企业产品的市场竞争力，并不断满足顾客日益增长的新需求，提高企业经营业绩效为目标的小组。

1.2 QC小组的活动类型

以往的QC小组活动类型分成“现场型、管理型、服务型、攻关型”四类并统称为“改进型”。中质协2000年提出了“创新型”QC小组概念，所以，目前共有五种活动类型的QC小组。

1.3 QC小组的课题分类

中质协2006年又在《开展“创新型”课题QC小组活动实施指导意见》中进一步明确了“创新型”与“问题解决型”QC小组的主要区别，明确地把QC小组活动的课题分成二大类：

（1）“问题解决型”课题：包括以往的现场型、服务型、攻关型、管理型。（2）“创新型”课题：只有创新型。所以，目前QC小组撰写QC成果报告，也只分“问题解决型”课题和“创新型”课题两大类。

1.4 QC小组的课题来源

课题的来源一般有三个方面：（1）指令性课题。（2）指导性课题。（3）自选课题。限于篇幅，这三类课题的解释请查询参考文献[2]。

1.5 “创新型”和“问题解决型”课题存在着本质上的不同

这二类课题“立意不同、过程不同、结果不同、运用方法不同，详细解释参见参考文献[1]”。

“问题解决型”课题的现状是与标准或上级下达的指标比有差距，而“创新型”课题要解决的问题及要达到的目标是从来没有过的。二者是企业解决不同问题的二种不同活动程序思维与活动形式，互为补充，课题本身决定小组课题的类型。所以，五种类型的QC小组应该根据实际情况来选定课题并开展好活动，而不要盲目追求“创新型”课题。

1.6 “创新型”QC小组活动程序

“创新型”QC小组开展创新活动的具体程序如图1所示，简称“四个阶段八个程序”。在这八个程序中，程序1～3是最重要的环节，它直接关系到成果的成败，必须把握好、活动好。

2 撰写QC成果报告的经验

2.1 撰写报告目的

QC小组成果报告是QC小组运用管理技术和专业技术进行质量改进活动后，达到预期目标的经验总结，是小组全过程活动的真实写照。撰写成果报告既有利于小组成员自身的共同提高、互相启发、互相激励，又利于成果的交流和。

撰写“创新型”QC成果报告必须充分体现小组活动的“四个阶段八个程序”，只有这样才会有很强的逻辑性、理论性及科学性。

2.2 整理成果报告

（1）制定总的活动计划。包括回顾总结、上报报告、制作PPT、预演、明确计划时间等。（2）组织全体成员认真回顾、总结、分析活动的全过程。（3）根据课题，拟定成果报告内容编写提纲、确定执笔人。（4）各环节人员要分工明确，落实责任，整理活动记录，提供相关材料。（5）起草成果报告初稿，集体讨论与补充。

2.3 撰写的基本方法

可以概括成八句口诀：以实为本、课题选准；PDCA、计划先行；工具适用、简便易行；主因找对、对策可行；实施跟踪、不断修正；巩固成果、纳入标准；整理报告，突出重点；图文并茂；逻辑性强[2]。

2.4 报告的排版

全文以Microsoft_Office_Word文件格式编辑，纸张A4。页边距：上2.5cm、下2cm，左2.5cm，右2cm），页眉1.5 cm，页脚1.75cm，页码居中。正文行距：多倍行距1.25，字体（宋体10）。

封面：行1：左上角为公司的LGLO；行2：QC题目（微软雅黑1号、居中）；行3：XXXX年度QC成果报告（黑体2号）；行4：可加一幅相关图片；行5：填报单位、部门（黑体3号）；行6：班组及QC小组名称，最后手工调整各行距，达到排版美观、和谐。

第1页及后续各页：各节的内容要依照拟写的“各节提纲”顺序编排。当某行需要插入图片时，一定要将该行行距更改为单倍行距，防止图片和本行文字出现重叠现象。表格标题放在表格的上面，图片标题放在图片的下面。

2.5 报告的“各节提纲”顺序

从第1页开始，“各节提纲”名称顺序如下：

“创新型”课题名称（宋体二号加粗、居中）

单位及QC小组名称（宋体小四加粗，居中）

名词解释（如无，则可省略）

正文内容……

小组简介

正文内容……

一、选择课题

正文内容……

二、设定目标

三、提出各种方案并确定最佳方案

四、制定对策表

五、按对策表实施

六、确认效果

七、标准化

八、总结与今后打算

3 撰写“创新型”QC成果报告

报告全文通常以一万字左右为宜，按照拟定的“各节提纲”顺序编写，以12左右页为好，打印时选择手动双面打印，下面按各节提纲框架顺序进行具体的说明。

3.1 “创新型”课题名称

题目要落实在开发和研制新产品、新服务项目、新业务、新方法等方面；课题宜小不宜大；简洁明确、不抽象，字数一般在15个之内。

格式：XXXXXXXX的研制，或创新XXXXXXXX方法。

如《研制架空光缆接续点处的余缆盘线工具》、《创新电费缴纳服务新模式》等。

要注意的问题：一要避免“创新型”与“问题解决型”课题相混淆。如《10KV开关柜闭合锁具加工攻关》。二要避免课题太大、太简单或迷糊不清。如《创建学习型班组》、《研制变电站捕鼠器》、《创新电力营销服务模式提高顾客满意度》。

3.2 单位及QC小组名称

单位名要用详细的全称，小组名可起有特点的名字或直接使用班组名。如：国网威海供电公司信通公司通信运检二班“海创”QC小组，国网威海供电公司变电检修室电气实验班QC小组。

3.3 名词解释

对课题的专业术语进行通俗、简练的文字解释，切忌过长。

3.4 小组简介

应包含：小组名称、成立日期、注册日期、注册号、培训教育、活动次数和时间（9-10个月为宜）、小组近三年来完成的课题及成果获奖情况、小组成员（十个之内为宜）姓名、年龄、职务或职称、文化程度、组内职务等。表达方式有：（1）文字叙述式；（2）表格式；（3）表格+叙述式。

3.5 一、选择课题

可按“1.问题提出，就是说明选题原因。2.调查分析，就是使用调查数据话，说明选题的理由。3.确定课题，就是针对问题提出要解决问题的想法、目的后并确定此次课题。

以下，均以《架空光缆接续点处的余缆盘线工具研制》为范例，简述QC成果报告的具体撰写 。

范例1：一、选择课题

（1）问题提出。XX公司现有主干及分支的架空光缆总长度约430公里，由于近年来智能配网采用的光缆多为ADSS，形成的支线光缆较多，所以形成的光缆“接续点”也多，接续点处的预留光缆的余缆盘线及接续盒也多。由于刮风、下雨、雷击、火灾等客观因素的影响以及城建的发展致使配电线路的拓展改道，时常会发生“余缆盘线”改线、支架晃动下坠、光缆接续盒进水等故障，导致架空光缆通信中断。（2）调查分析。列出每次光缆中断事故类型调查表（略），由表中可以看出，“余缆盘线”处理属于高空作业、盘线作业耗时长、危险、不规整。小组做出了影响盘线时间因素图（略）。从图中可以看出，余缆盘线高空作业时间长是影响工效的主要因素。（3）确定课题。1）解决方法。针对余缆盘线时间长的因素，提出可行性方案，见表1 。

小组考虑，能否研制一种综合上述功能的“余缆盘线工具”，使盘线工作省力、省时、操作安全方便。2）课题查新。通过关键词“余缆盘线工具”在中国专利信息网上进行查新，未找到相应结果。3）经分析讨论，小组决定研制一套具有推广价值的余缆盘线工具，并确定课题为：《架空光缆接续点处的余缆盘线工具研制》。

3.6 二、设定目标

设定目标不要偏离题目所表达的内容，要尽可能量化，以便于检查课题活动的成效。课题目标要直接定量表示，有的难以定量表示就用定性加定量表示。

范例2-1：二、设定目标并进行量化分析（直接定量）

（1）目标设定：余缆盘线工具应能携带轻便、安装及拆卸方便、高空盘线整齐省力.目标值：余缆盘线作业时间由原来的2人45分钟缩短到1人15分钟。（2）目标可行性分析：从1）理论方面；2）人员方面；3）财务方面；4）领导重视方面等，进行简洁的论述。

范例2-2：二、设定目标并进行量化分析（定性+定量）

如：《居民电表计量防盗箱的研制》，目标：（1）窃电分子开启防盗电表难度大（定性）；（2）抄表人员使用专用防盗钥匙打开方便且开启时间不超过1min（定量）。

要注意的问题：目标未量化；目标值设定太多；不要对目标值进行可行性分析，要对完成的目标进行可行性分析。

3.7 三、提出各种方案并确定最佳方案

这一步是对“确定的最佳课题”进行活动的关键一步，关系到创新成果能否取得成功。

有三个步骤：（1）提出方案：围绕小组活动目标，全体人员发挥主动性、创造性，运用“头脑风暴法”，提出可能达到预定目标的各种途径。（2）在此基础上，对这些途径（方案）逐个进行分解分析和综合论证，做出评价。必要时，应对不同方案进行小规模试验对比。（3）在对各个方案进行综合评价、分析的基础上，通过各方案间的比较，确定出最佳方案（即准备实施的方案）。如果此时这几个方案的综合评价值较接近，则可以使用标准排分法进行优选。

范例3：

（1）需求分析：小组根据设定的目标值，首先进行了对应的需求析。

（2）提出方案：小组根据设定的目标值，制作了余缆盘线工具的亲和图1（略）。根据图1，小组提出了三种初选方案，见下图。

对各方案，分别进行试验分析及评估，见表4。

小组决定采用“方案三”并对其进行了进一步的方案分解，分解为“转轴及圆形六杆支架、理顺光缆的摩擦器、盘线工具和余缆支架的连接固件、余缆支架的脱离方式”等4个部分，并对各个部分进行逐次分解，提出可选方案分解图，如图3所示（略）。

（3）方案分解和优化：围绕“方案三的分解图”，进一步进行各环节工具器件的细化论证和选择，深入细致的开展各环节的研究攻关活动，确保制定各个环节的最终形成的最佳方案。

（4）最佳方案的确定：经过逐步试验和分析，小组确定了实现目标的最佳方案，如图5所示。

3.8 四、制定对策表

制订对策表是为了指导具体的实施，因此“创新型”课题的对策表要根据最佳方案的分解来具体化。对策表仍需按“5H1W”的表头（见表5）设计来制订。其中“对策”一栏，应按上述最佳方案的步骤或手段（要素）逐项列出；“目标”一栏，则应是每个步骤或手段所要达到的目标，要尽可能量化；“措施”一栏是指每一个对策目标具体要用什么方法具体实现。其它项与“问题解决型”课题的要求相同。

范例4：根据最佳方案，小组绘制了对策表，如表5。

3.9 五、按对策表实施

在实施对策阶段，可能需要做的试验较多；也有可能出现这样的情况，即按对策表的措施去做了，但却未达到对策表中的目标，这时就要让小组成员再讨论，提出一些补充措施并加以反复验证以确保达到目标；在实施的过程中，要认真做好实施情况记录，包括有关的实验数据，并可适当穿插一些学习活动，以助于顺利实施；每项实施完毕后，一定要进行各项实施后的效果检查并加以验证说明。

范例5：

根据对策，经报请信通公司同意、批准后，小组根据对策表进行了分步实施。

1.实施一： 制作圆形支架

（1）实施过程，可对对策分（1）、（2）…的顺序简述实施过程（略）。

（1）效果确认，可按对策 （1）、（2）…的实施效果简述效果（略）。

2. 实施二：制作盘线主轴；写法同实施一（此处省略）。

3.10 六、确认效果

这一步主要对照课题的目标来检查实施结果，看一看是否达到了预期目标。当然，活动取得的效果也要经过有关主管部门的确认。

编写内容包括：（1）对照目标进行效果检查；（2）进行效益分析。

3.11 七、标准化

（1）要将本次活动的设计图纸、工艺资料整理归档，并申报实用新型专利。（2）要经过有相关门的联合验收，认定其具有推广价值。（3）编制成果工具使用的说明书并进行专题培训。（4）编制成果工具的维护计划或制度，纳入班组工器具的统一管理维护之中。

3.12 八、总结与今后打算

这一步同“问题解决型”课题相同，主要是对QC成果活动的体会和总结，并就存在的问题提出下一次活动要解决的课题，以便把QC小组活动持续地开展下去。

4 “创新型”QC成果评审标准

创新型QC成果报告完成后，参照中质协或本行业制定的评审标准打分，以利于发现问题，不断修改完善。

评审原则：一是肯定成绩，二是指出不足。评审的重点应包括：（1）成果所展示的全过程活动是否符合PDCA的活动程序。（2）各个环节是否找到以客观事物为依据，用数据说话，以及所用数据是否完善、正确、有效。（3）统计方法的运用是否正确、恰当。

5 结语

综之，“创新型”QC成果报告是QC小组活动的成果结晶，它不是靠“灵感、模仿照抄、雷同套用”写出来的，虽然有一定的编写程序模式，但每种成果报告的内容都是不尽相同的，成果报告的价值就在于真实可信、科学严谨、有所创新、可供推广。

参考文献：

[1]中质协.开展“创新型”课题QC现在活动实施指导意见[Z].2006.

[2]田生囤.如何编写QC成果报告，互联网[Z].河北省质量协会，2012.

[3]张芯.创新型QC小组培训教案，互联网[Z].中国交通企协，2010.

[4]韩炳秋.撰写QC成果报告的规范性[J].福建质量管理，1997（04）.

[5]胡晓新.QC小组怎样编写成果报告[J].世界标准化与质量管理，1995（04）.

[6]鲁萍.QC小组活动成果报告撰写技巧[J].中国工程咨询，2010，12（123）：34-36.

[7]韩金钟.如何做好QC成果的评审工作[J].黑龙江科技信息，2011（27）.

光电效应实验报告篇2

【关键词】实验教学 仿真实验 光电效应

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1006－9682（2011）01－0099－02

一、引 言

光电效应是物理学史上一个著名的物理实验，1905年，年仅26岁的爱因斯坦提出光量子假说，发表了在物理学发展史上具有里程碑意义的光电效应理论，10年后物理学家密里根用以精确的光电效应实验证实了爱因斯坦的光电效应方程，并测定了普朗克常数。两位物理大师都因光电效应等方面的杰出贡献分别于1921年和1923年获得诺贝尔物理学奖。光电效应实验及其光量子理论的解释在量子理论的确立与发展上、在解释光的波粒二象性等方面都具有划时代的深远意义。利用光电效应制成的光电器件，如光电管、光电池、光电倍增管等，已成为生产和科研中不可缺少的器件，在科学技术中得到广泛的应用，且至今还在不断开辟新的应用领域，具有广阔的应用前景。大学物理实验中开设光电效应实验的目的是为了让学生了解光电效应基本规律，并学会用光电效应方法测量普朗克常量和测定光电管的光电特性曲线。利用仿真实验的优势，通过教师的生动讲解，可以拓展学生在新知识方面的视野，拓宽对学生能力的培养的途径，学生在电脑仿真实验平台上完成实验，可以收到先进、快捷、直观、灵活、安全、经济的理想效果。

二、实验原理

当用合适频率的光照射在某些金属表面上时，会有电子从金属表面逸出，这种现象叫做光电效应，从金属表面逸出的电子叫光电子。光电效应的实质是当光子和电子相碰撞时，光子把全部能量传递给电子，电子所获得的能量，一部分用来克服金属表面对它的约束，其余的能量则成为该光电子逸出金属表面后的动能。在光电效应中，光显示出它的粒子性质，所以这种现象对认识光的本性具有极其重要的意义。爱因斯坦利用光子假说做了清晰的说明，并提出了爱因斯坦光电效应方程，即：

hυ＝Ws＋ mv2 （1）

式中，υ为入射光的频率，m为电子的质量，ν为光电子逸出金属表面的初速度，Ws为被光线照射的金属材料的逸出功。光电效应实验原理如图1所示，其中S为真空光电管，K为阴极，A为阳极。当无光照射阴极时，由于阳极与阴极是断路，所以检流计G中无电流流过，当一束合适频率的单色光照射到阴极K 上时，形成光电流，光电流随加速电位差U变化的伏安特性曲线

如图2所示。由方程（1）可知， mν2为从金属逸出的光电子

的最大初动能，这表明即使光电管的两端不加电压，也会有光电子到达阳极A形成光电流，这从图2中可以明显的看出，随着光电管两端所加上的反电压UAK＜0不断增加，检流计G中测量到的电流值会下降，当电压增加到一定程度，所有的光电子都不能到达阳极，此时光电流为零，那么刚好使光电流为零的反向电压的绝对值就是截止电压，即图2中的U0。

图1 光电效应实验原理图 图2 光电管的伏安特性曲线图

在截止电压下，eUs＝ mν 2代入方程（1），整理后可得：

Us＝k（v－v0） （2）

其中k＝h/e，e为电子电荷，h即普朗克常量。式（2）表明，只要测量出不同入射光频率下的截止电压，如果这些数据点是在同一条直线上，则证明了爱因斯坦光电方程是成立的。如图3所示，对同一光电管v0也是常量，实验中测量不同频率下的截止频率Us，做出Us－v曲线。在（2）式得到满足的条件下，这是一条直线，由斜率k＝

可以求出普朗克常数h。由直线上的截距可以求出溢出功Ws，

由直线在v轴上的截距可以求出截止频率（红限频率）v0。

三、实验内容

光电效应电脑仿真实验包括以下内容：①连接光电管正向、反向电路图，线路连接成功后需要对电路中的检流计调零；②通过调节单色仪，分别选出汞光源的4条谱线进行实验；③采集光电管正向、反向电流、电压数据；④在各频率入射光下的反向伏安特性曲线上读取截止电压值并记录在实验报告上；⑤要求学生通过作图法，计算普朗克常量，光电管阴极材料的红限频率V0及溢出功WS。图4是光电效应电脑仿真实验平台，学生在开始实验前先要通过鼠标点击平台上的光学及电学仪器了解其名称及作用，并将实验中所用到的仪器填写在实验报告上。

在仿真实验过程中学生往往会忽视实验操作的安全性问题，应提醒学生注意。例如：当记录完一组实验数据，电源总开关应该断开。实验中还有很多细节，学生也容易忘记，如：采集光电管正向、反向数据前先要将检流计的量程分别调节到×0.1档和×1，如果检流计的量程在×0.1档时采集光电管反向数据，就无法从光电管反向伏安特性曲线图上读出截止电压，实验需重做。在采集数据时还应注意各数据点分布的均匀性，我们要求学生先粗调滑线变阻器，找到合适的电压范围，再在这个范围对数据点进行合理布局。

四、实验结果

图5是通过仿真实验获得的光电管正向和反向伏安特性曲线，在照射光的强度一定的情况下，光电管中的电流I与光电管两端的电压UAK之间存在着一定的关系。

学生需要从不同入射光波长下的反向伏安特性曲线图中找到截止电压，在这个环节中学生往往找不准截止电压。有的学生会将曲线与电压轴的交点处的电压值当作是截止电压，这说明他们对光电管的特性还没有了解清楚，需要教师作一定的解释，让学生知道我们在伏安特性曲线图中观察到的电流不仅仅是由阴极材料产生的光电流，还包括反向光电流、暗电流和本底电流，因此在找截止电压时应由拐点法求得，即找到电流开始明显变化的地方的电压值；还可以引导学生去考察光电管正向伏安特性曲线上饱和电流与入射光频率之间的关系，入射光强一定这个前提条件不可忽略。正确读出4种不同频率光照射下光电管的截止电压后，学生要通过作图法找到这几个数据点间的线性关系，拟和出直线的斜率，由此计算出普朗克常量、光电管阴极材料的红限频率及溢出功，最后还要分析影响实验结果的因素。

参考文献

1 洪国瑞.仿真实验在光电效应教学中的应用［J］.技术物理教学，2006（2）：30～31

2 王廷志.光电效应实验对原创能力的培养［J］.物理实验，2006（1）：36～39

3 张建华、胡伟琴.光电效应测定普朗克常数中测量方法的讨论［J］.嘉兴学院学报，2006（6）：23～26

光电效应实验报告篇3

正式入职已有四个多月时间，与实习期算在一起将近半年，半年的时间紧凑而有效率。

主要工作内容包括如下几方面：

（1）完成行业企业前期调研报告32份，行业涉及教育、通信、环保、电子商务、食品、媒体、新材料、工业设计、纺织、LED、物联网等领域。企业包括华源电热、远传通信、舒展科技、数银在线、兰特光学、奇尚标识、方圆塑料机械、宗兴齿轮、远方光电、万隆光电、道明光学、星华反光、东科电子等。

（2）跟随部门调度安排，深入研究并跟踪访谈的企业包括远传通信、舒展科技、奇尚标识、家和智能、道明光学、联丰东进。目前正在参与跟踪的项目包括星华反光、华光焊料。重点项目部分，完成尽职调查主要内容及访谈安排3份，完成尽职调查前期、中期、阶段性问题整理5份，完成行业协会、竞争对手、上下游客户、业内专家访谈以及会议纪要14份，提交阶段性项目进展报告3份，参与联丰磁业投资报告的撰写修订、该项目的总体资料的归档整理以及完成报告后期PPT的制作。

（3）通过参加滨江创投服务中心、无锡物联网传感网产业高峰论坛等活动，自主接洽了嘉兴普利来、无锡睿网科技、碧诺节能技术、百年树智能教育联盟、奥驰电网等企业，搜集整理了教育、物联网、智能电网等行业的报告、研究了这些行业中若干细分领域的技术和应用。同时与上海东方汇富、台湾华威国际、江苏华西集团等投资公司一起组成考察学习团，访问调研了无锡物联网产业园区，考察了无锡物联网产业研究院、无锡530计划的矽鼎科技、德思普科技等企业，为后期项目的开发和挖掘进行了知识储备、人脉积累。

（4）起草撰写了《省建行与省创投合作平台搭建》、《投资发展部文章递交安排方案》等若干提案，搜集整理了关于组建基金和基金运作模式方面的资料。

工作经验总结：

（1）通过前期大量的行业研究，形成了一套较为系统的行业研究方法，在清楚合理的逻辑架构下，行业企业信息的搜集可以快速高效地开展。

（2）通过深度参与重点项目，对项目流程，包括：如何从接触项目->获取对方企业认同->如何开始尽职调查->尽职调查前期安排->尽职调查如何开展->如何撰写访谈记录与会议纪要->如何与中介机构合作->如何撰写投资报告->如何修正投资报告->如何做资料的归档整理->如何制作PPT->如何上会有了清晰而直观的认识。

（3）在推进项目的过程中，有很多细节问题值得推敲。比如刚开始接触项目，一般以服务赢得对方的信任，这个服务如何体现，为对方提供的便利如何做到适度，不至于沦为对方的员工，同时又做得专业到位；比如保密协议的签订，是由对方提供保密协议还是我公司提供，是提供简单的还是详细的，这也有学问。再比如为了保证项目结束时资料的完整有序，在开始项目之初就应该统一格式，定期汇总。这需要建立在整个项目组参与人员上传下达，人人知会的基础之上。

其他还有很多小经验、小感悟，在此不一一赘述。做项目需要培养好的习惯，好的习惯又由项目中的经验滋养，项目的经验又由切身体会总结而来。所以平时自己需要多多思考。

后期计划：

（1）继续深入实践项目流程，学习掌握精通各个环节的步骤，摸索品味细节问题，总结经验。

（2）学习财务、法律知识，与工作内容相结合，边学边应用。

（3）延伸学习弧线，争取机会接触了解投后管理。

（4）跟领导、同事学习不同的投资理念和方法，取人之长补己之短。

光电效应实验报告篇4

关键词： 光纤通信；实践教学；OptiSystem；SDH

TN929.11-4

一、“光纤通信”实践教学现状与问题

光纤通信课程[1-4]是适应当代通信技术发展应用所开设的，是通信工程专业的专业必修课程，具有很强的专业实用性和实践性。随着社会技术发展和企业对从业人员的专业能力提出了更高的要求，传统的实践教学[5-7]内容和方法已经不能满足现代企业对学生专业能力培养的要求。结合我校“技术立校，应用为本”的办学方针，本文结合在光纤通信课程中的教学和科研以及当前学生的就业现状，进行一系列的实践教学改革和探索，从实践教学内容、教学方法、成绩考核等方面进行相关探讨和研究。

二、“光纤通信”实践教学改革思路与举措

（一）改革思路

光纤通信实践教学主要由光纤通信实验、光纤通信课程设计、光纤通信设备应用实践三大模块构成。每个模块侧重点各有不同，三大块模块一起构成了与理论知识紧密联系，贴合光纤通信实际应用，以应用为基础，提高学生实践能力的实践教学体系。

1.光纤通信实验与理论内容紧密联系，进一步巩固了理论内容。

光纤通信实验课程是结合理论课程《光纤通信》安排的实践课程，教学目标是通过本课程的教学和实践，进一步巩固和加深光纤通信原理理论知识的理解，提高综合运用所学知识来验证光纤通信原理的能力，理论与实践密切结合，相辅相成。实验着眼于提高学生的动手能力，要求学生通过实验环节，能正确使用仪器设备，掌握测试原理；掌握光纤器件和光纤系统的工作原理；提高学生分析问题和解决问题的能力。

目前，光纤通信实验课程课时是16课时，主要在光纤通信实验箱上来完成。在实验内容设置中，侧重对光纤通信及光器件的基本原理、光纤传输系统构成及性能指标等进行实践操作。实验内容从光源P-I曲线，到光纤通信传输系统构建，由局部到系统，层次分明，重点突出，注重培养学生对理论知识的巩固和理解。

2.光纤通信课程设计着重培养光纤通信的软件设计能力

光纤通信课程设计是在完成光纤通信实验课程的基础上开展的，是进一步实践后续课程，主要训练学生在一种通用光纤通信软件设计平台（如OptiSystem）上进行光纤通信系统设计的能力，培养学生光器件设计和各类光网络构建及分析能力，培养利用设计软件工具对设计任务进行总体设计和分析、完成的能力，进一步提高和深化学生对光纤通信的实践能力。

课程设计提供8个以上设计题目，设计课题有光纤器件的分析、系统构建、系统优化，内容分布广泛，层次分明。整个设计流程按照课题分析、设计方案论证、设计调试、撰写课程设计报告、答辩五个环节进行。

3.光纤通信设备实践与通信行业紧密贴合，增强对光纤通信设备的实践操作应用能力

随着光纤通信的发展，光同步网（SDH）网络在宽带网络的建设中发挥着重要的作用。光纤通信课程引进中兴通信的光纤传输平台，开设专门的光纤通信工程实践训练课程，通过中兴工程师和专业教师共同授课的方法，在光纤通信实验和课程设计基础上，进一步深层次加强学生的实践能力培养。

光纤通信工程实践训练内容包括SDH光传输设备实践，实践设置贴合通信行业实际应用，加深学生对光通信设备的构成和原理的理解和认识，培养学生对光通信设备的连接、设置、调试、运行、维护能力，提高学生对大型光通信设备实践操作能力。

（二）具体实施举措

在光纤通信三大模块的实践教学中，要求学生通过每个模块的实践过程，进行详细的学习、观察、体验、思考，使得理论和实践能够紧密结合。在O置实践项目过程中，突出重点，结合课程内容，尽量充实安排实践内容。在学生的实践过程中，要求学生能够综合运用了所学的理论知识，提高实践技能，熟悉完整的系统设计和实现过程，掌握大型设备的配置和调试过程，对于今后从事相关领域的系统设计、开发和维护提供了宝贵的经验。

1.光纤通信实验内容和课程内容紧密结合，并且从基础验证、综合性、设计性三方面进行了设置，完成实验内容的优化。实验设备包括微机、光功率计、光纤、光无源器件、示波器、数字万用表、图像显示器、电源模块、信号源模块、光发送模块、光接收模块、电话接口模块、误码模块、图像接口模块、PCM 编译码模块、CMI编译码模块、HDB3编译码模块、CPLD下载模块等组成，可以应用不同的模块来组成不同的光纤通信系统，如：模拟光纤通信系统、数字光纤通信系统、光波分复用传输系统、图像光纤传输系统等。

在实验讲授教学过程中，采取结合课程内容，回顾相关理论知识的教学方法，介绍实验原理，讲解实验步骤，分析实验结果。如：在实验“半导体光源P-I特性曲线测试”中，首先带领学生回顾理论课中讲解的公式两种光源LED和LD的工作原理及其区别，回顾P-I曲线的表现有何区别，并介绍两种光源的特性，进一步回顾半导体光源阈值电流Ith的概念和物理意义。并指导学生完成相应的测试工作。这样讲解之后，学生既巩固了理论知识又明确了实验内容，通过对比加深了对理论知识和实验原理的掌握。

2.光纤通信课程设计主要充分通过光纤通信系统仿真软件，如Optisystem，使得学生能够模拟仿真光纤元器件及系统的设计和整个过程。在系统仿真实验中，学生可以随意调整波形参数等，对一个光学元器件甚至整个通信系统进行优化设计和性能仿真，直观地模拟信息在光纤通信系统中的整个传输过程。要求学生能够分析原理，设计软件流程，能够搭建整个过程，并通过光谱仪等仪器器件对结果进行观察和分析。

如设计“PIN光电二极管的噪声分析”，要求学生首先分析影响光接收机性能的主要因素，即接收机内的各种噪声源。并能分析计算接收机中的放大器本身电阻产生的热噪声和放大器的晶体管引入的散粒噪声。要求学生完成设计整个软件流程，并搭建实现，如图1所示。要求学生根据数据模拟得到定量的分析和计算，观察热噪声和散粒噪声对最终传输的信号质量的影响，观测不同噪声对整个系统性能的影响程度的大小。

3.光纤设备实践要求在SDH课程知识基础上，在行业大型设备中能够根据理论知识进行配置、调试，进行数据通信。这就要求学生对SDH的基础知识、SDH网络的自愈能力、SDH环型组网、通道层或者复用段层的自愈环等要理解透彻。我们以中兴通信公司的SDH光传输设备为实验平台，使学生可以接触到包括光传输、数据网络和智能业务平台等方面先进的光通信技术。要求学生熟悉ZXMPS325传输设备的整机和单板硬件，并掌握SDH 的部分测试方法； 要求学生能够基于网管E300软件，自主完成对网元业务的设置、数据修改和监视，实现SDH通道保护链和复用段保护等配置及性能测试。

如，对“二纤双向通道保护的配置原理和实践”，首先要求学生理解掌握SDH的复用结构和过程，掌握二纤双向通道保护的工作原理，要求学生能够根据业务，分析网络拓扑结构，分析I务传输过程，掌握通道保护配置方法。如图2所示：

三、“光纤通信”实践教学考核与评价

目前，光纤通信实践课程的三大模块采用不同的考评机制，主要侧重学生的实践操作能力和过程，强调学生对实践结果的分析能力，注重学生的创新能力。

在光纤通信实验的实践环节中，实验成绩考评是由平时实践操作和实验报告组成。在实验报告中，注重学生对实验及设计结果的分析及现象总结、实验中产生问题的解决办法、对实验的新设想等。

课程设计实践环节的成绩考评由课程设计过程、测试（独立演示）课程设计结果、课程设计报告和答辩成绩组成。教师根据学生实际操作情况给出过程成绩，根据演示过程和结果，给出相应的设计结果成绩；根据设计报告的内容和格式规范，要求课程设计报告格式按照科技论文要求撰写，为学生将来做好毕业论文打下一定的基础，并给出相应的设计报告成绩；在答辩过程中，侧重考查学生的思考和创新能力，以及对整体系统的设计能力，并给出相应的答辩成绩。

光纤通信设备实践训练的成绩考评由实践操作，答辩环节和实践报告构成。注重学生的实践操作能力，对原理的理解能力，报告撰写的规范性。提高学生在实践中理解理论知识的能力。

四、“光纤通信”实践教学改革成效

通过对光纤通信的实践体系的结构、教学内容、教学手段、考核方式进行了一系列的改革，学生的实践效果和质量明显得到了提升。在今后光纤通信的实践教学过程中，只有进一步突出工程应用实践操作能力、强化创新培养特色，不断提高学生的学习兴趣，激发学生的学习主动性，提高相关领域从业的综合职业能力，才能达到培养高素质通信专业人才的目的。

参考文献

[1] 《光纤通信》（第二版），张宝福等编著，西安电子科技大学出版社，2009.

[2] 顾婉仪， 李国瑞. 光纤通信[M].北京： 人民邮电出版社，2006.

[3] 方志豪， 朱秋萍. 光纤通信[M].武汉： 武汉大学出版社，2004.

[4] 《光纤通信》（第五版）.[美]Joseph C.Palais著，电子工业出版社.

[5] 李书旗， 朱昌平， 陈小刚. 光纤通信实验教学的改革与探索. 中国电力教育，2010， （36）：132-133.

[6] 唐修连. 光纤通信综合实验手册. 南京； 中国人民理工大学， 2004.

[7] 董光辉，乔世坤，刘楠. “光纤通信”课程实验的探索与实践. 中国电力教育，2012（231）， 103-104，123.

光电效应实验报告篇5

关键词：测量；不确定度；低压电器

当前，我国采用ISO9001《质量体系设计、开发、生产、安装和服务的质量保证模式》和《测量不确定度评估和报告通用要求》对测量不确定度评估作了相应规定，测量不确定度的评估对检测实验室既是必须的也是必要的。本文就《检测和校准实验室能力认可准则》对测量不确定度的要求和在低压电器检测中的应用加以分析讨论。

1 测量不确定度的简介

测量不确定度的定义是：与测量结果相联系参数，表征合理地赋予被测量数值的分散性。它是定量说明测量结果质量的参数，只表明对测量结果有效性、可信性的怀疑程度或者不肯定程度。不确定度的研究对象是测量结果本身，其含义不同于误差，而是表示由于随机影响和系统影响的存在而对测量结果不能肯定的程度。故在进行不确定度分析时，应充分考虑各种影响因素，并对不确定度的评定加以验证。

2 测量不确定度的应用原理

测量不确定度从词义上理解，意味着对测量结果可信性、有效性的怀疑程度或不肯定程度，是定量说明测量结果的质量的一个参数。实际上由于测量不完善和人们的认识不足，所得的被测量值具有分散性，即每次测得的结果不是同一值，而是以一定的概率分散在某个区域内的许多个值。虽然客观存在的系统误差是一个不变值，只能认为它是以某种概率分布存在于某个区域内，而这种概率分布本身也具有分散性。

为了表征这种分散性，测量不确定度用标准（偏）差表示。在实际使用中，往往希望知道测量结果的置信区间，因此，在本定义规定：测量不确定度也可用标准（偏）差的倍数或说明了置信水准的区间的半宽度表示。

3 测量不确定度的评估

测量不确定度是以测量结果为中心，其评定过程现了对测量不确定度主要来源确定过程，并建立数学模型和采用相应的修正方法来确定最终的测量不确定度。 测量结果的不确定度一般来源于：被测对象、测量设备、测量环境、测量人员和测量方法，这些来源反映出随机影响和系统影响。由此，也导出了不确定度评定方法，用非统计方法评定的不确定度。

不确定的评定是一种非统计的方法，其根据以往测量数据、校准证书数据、对仪器性能经验等估计的。不确定度为：UB=b/kj式中 b—误差源的误差限，kj—与误差分布和误差限取值概率有关的因数。

在此基础上，把所有标准不确定度分量进行合成得出与测量结果相关联的不确定度总值，成为合成不确定度。其数学公式为：Uc（x）=[U2（x1）+U2（x2）+…]1/2 而在实际触觉的检测测量结果的报告中，一般要给出在特定置信概率下的扩展不确定度，以此表明被测量的真值以所指的置信概率处于置信区间内。其数学公式为：U=k Uc（x），其中k为包含因子，能反映所要求的置信概率。

4 不确定度评定在检测中的应用

4.1 检测结果的报告。中国合格评定国家认可委员会（以下简称CNAS）认可的检测实验室必须执行不确定度的评定政策，根据需要制定评定程序、方法和步骤。编制各领域中各种检测参数不确定度的评定作业指导书，按规定要求给出不确定度。

4.2 检测过程的控制。检测不仅会开展不确定度的评定，更重要的是应充分利用不确定度评定过程中各分量的分析，确定可能对检测结果有影响的服务与供应品、设施与环境条件和设备等因素，根据不确定度分量的大小和对检测质量的影响程度，决定如何对各种用途的低压电器进行科学、合理分区布局和必要的限制。明确在什么时候需要监测、控制和记录，使检测环境条件能满足检测工作的需要，又可减少不必要的无效劳动。为正确配置和选购仪器设备提供参考，指导仪器设备的检定、校准。如果某仪器设备对检测结果总的不确定度几乎没有影响，可将评定结果作为该仪器设备不必进行检定的依据。

4.3 质量控制和技术判定。在开展检测工作前进行不确定度评定，对检测结果的表达和正确确定有效位数是非常必要的，同时也可确定检测方法的选择是否正确。如果方法已给出不确定度，则可根据得到的不确定度判断本实验室的检测条件是否符合要求。在检测方法确认或预试验时，如果得到的不确定度小于或等于已给的不确定度，说明实验条件符合要求；如果大于已给的不确定度，说明实验条件不符合要求，应查找原因，依次改变条件直至合适为止。在实施质量控制工作、开展期间核查、对检定/校准结果进行技术判定等方面，均需要利用不确定度数据才能对其结果进行科学、有效和实用的判定。

5 测量不确定度得示例

5.1 试验方法：在对低压断路器进行脱扣特性和极限试验项目中，会要求判定瞬时脱扣器是否会在试验电流为短路整定电流的120%条件下，在0.2s内动作。 以额定电流100A，短路整定电流是10In为例，此试验电流值为1200A，其获得是在断路器在合位状态下的试验回路里，通过调节多磁路调变成套设备输出小电流120A，电流未定后断开断路器，用数字荧光示波器测得此时的电压值U1；由 I=U/R公式可得，在试验回路电阻R不变的条件下，I与U成正比关系。因此，继续调节多磁路调变成套设备到示波器显示10U1，然后断开试验回路电源；把断路器恢复至合位，再次开启试验电源，即可得到要求的试验电流；同时，当断路器断开后，数字荧光示波器可记录动作时间和试验电流值。

5.2 数学模型：被测电流可以直接由数字荧光示波器的刻度直接读取i=I，式中i—被测电流值，I—数字荧光示波器示值.

5.3 方差与传播系数：由于被测电流是直接由数字荧光示波器直接读取，故被测电流的不确定度就是数字荧光示波器示值的不确定度，评定分量标准不确定度，根据本实验的的实际情况，不存在重复观测，因而采用非统计方法评定的不确定度评定方法。

6 评定与表示测量不确定度的步骤

6.1 分析测量不确定度的来源，列出对测量结果影响显著的不确定度分量。

6.2 评定标注不确定度分量，并给出其数值ui和自由度vi。

6.3 分析所有不确定度分量的相关性，确定各相关系数ρij。

6.4 求测量结果的合成标准不确定度，则将合成标准不确定度uc及自由度v。

6.5 若需要给出展伸不确定度，则将合成标准不确定度uc乘以包含因子k，得展伸不确定度U=kuc。

6.6 给出不确定度的最后报告，以规定的方式报告被测量的估计值y及合成标准不确定度uc或展伸不确定度U，并说明获得它们的细节。

7 结语

不确定度是世界公认的用来评定测量结果质量的参数。充分利用测量不确定度的评估来识别各种因素对检测结果质量的影响，才可能对检测方法、设备、标准物质、环境条件、被检测物品的性能和状态以及操作人员的技能进行全面分析，从而保证检测结果的准确可靠。

参考文献

[1] 陆田.无线电检测中测量不确定度的评定及应用分析[J].浙江工业大学，2009（12）.

[2] 陈军.测量不确定度在基础实验中的应用研究[J].山东农业大学，2010（11）.

光电效应实验报告篇6

【关键词】智能变电站 IEC61850 缺陷 多参量 诊断

智能变电站网络本身的运行状况，尤其是其可靠性与安全性的保障，是变电站建设最为重要的问题，本文将从物理光纤链路诊断及虚通道、虚回路进行自动化快速扫描和故障定位，从虚、实两方面对二次系统网络缺陷进行诊断排查。

1 二次系统物理光纤链路缺陷排查

目前智能变电站二次装置之间的数字信号采用绝缘的光纤作为连接和传输的通信介质，光纤链路成为了采样、控制、告警及计量等二次设备的主要数据来源通道，在光纤施工过程中，运维人员及厂家一般会分阶段对光纤进行长度、线序、衰耗、端面污秽等项目的测试。例如采用OTDR测量光纤衰耗，主要检测沿光纤长度衰减特性的详细情况、检测光纤的物理缺陷或断裂点的位置、测定接头的衰减和位置以及被测光纤的长度等工作。而这些基础性工作完成之后，缺少一种高效的网络测试管理工具和技术手段，来判断二次装置与交换机之间、交换机与交换机之间的物理链路接口是否配置正确。

本文提出一种方法，本方法基于简单网络管理协议（Simple Network Management Protocol，SNMP）技术的的物理光纤通讯网络状态监测技术。基于SNMP协议，通过召唤或在线获取交换机的工作参数及实时报文信息，对交换机运行状态进行监视，获取其运行信息并自动与网络配置表进行比照，从而实现自动化的网络配置正确性测试。在此基础上由监测系统进行分析判断，对交换机运行状态变化和交换机运行故障进行告警，告警功能包含端口链路告警以及网络告警等，以便变电站运维人员及时对交换机进行维护和检修，保障变电站的生产安全。

2 二次系统虚通道扫描及故障定位

智能变电站一二次设备的关联关系和通信状况看不见摸不着。现场运维工作中迫切需要一种IED仿真模拟运行、和二次回路在线监测的方法。基于这种现状，本项目在已有的一些针对智能变电站模型校验、报文监测和分析处理成果的基础上，给出一种模拟海量实时数据的有效手段，对站内组网性能及虚端子逻辑连接正确性进行测试和校验。通过解析SCD文件，可以做到可针对任何在SCD模型中定义的SMV、GOOSE和MMS数据集的模拟仿真，用以对组网性能进行测试和评估。

以模拟goose报文为例，给出IED仿真模拟的实现方法。

（1）调试平台自动解析变电站SCD文件并将所解析内容在数据库中建模并保存，系统根据需求从数据库得到需要模拟GOOSE数据集的相关信息。

（2）调试平台根据得到的GOOSE数据集的信息，调用界面生成引擎，生成GOOSE数据集模拟参数输入界面。

（3）用户在界面输入相应的参数值，调试平台根据用户输入的参数值和该GOOSE数据集的信息合成产生该GOOSE数据集的SCL模型实例，通过“软件中间件”将其传给“模拟控制模块”。

（4）“模拟控制模块”根据该数据集的SCL模型实例和GOOSE报文格式、通信机制，通过相关接口调用生成GOOSE笪模通过交换机发送到指定设备。

3 结语

光电效应实验报告篇7

节能—科技先行

上世纪90年代中期，我国著名光学照明灯具设计专家、哈尔滨工业大学教授赵恒谦教授就敏锐地认识到要实现节能节电，提高灯具光效是一条可行之路。

公司自创办之初，赵恒谦教授就将其定位为实现集约化技术创新转型的高新技术企业，一直与哈尔滨工业大学应用技术研究所以产学研充分合作模式，对配置各类高效光源（金卤灯、钠灯、无极灯、节能灯、LED灯）的灯具反射器进行了长期系统研发。公司已完成的第一代创新项目，高效节能照明灯具广泛应用于体育场馆、工矿企业、道路照明、高杆灯等方面；并于2005年完成了第二代高效节能照明灯具反射器的研制和开发，获得部级科技型中小企业创新基金项目的重点支持（专利号：ZL03260447.5），该项目于2005年8月29日通过科技部验收。第二代高效节能灯具的光效较第一代提高10%，是目前国内乃至国际领先产品。产品广泛用于黑龙江省、辽宁省以及全国冶金系统和铁路系统等各个领域。产品已通过GB/T19001-2000-ISO9001：2000质量管理体系和3C认证。

长期从事科研工作的赵恒谦教授明白科技创新的重要意义，因此，作为公司总经理他领衔构建了现代灯具技术及反射器数据库，以大幅提升灯具光效为目标，根据各类光源功能特性及配光要求，依托高端软件进行反射器结构、三维面形优化设计，研发出镀膜新配方、新工艺，生产高性能灯具反射器。其中，主导产品高效节能灯具反射器光效已达88.8%和86.7%，居国内顶尖和国际领先水平，其中包括各类照明灯具反射器并配套设计、生产，年产高效灯具反射器可达10～20万只，灯具2～3万台套。哈尔滨世光光电技术开发有限公司董事长刘兆民谈到，该产品的主要创新点是以反射器为核心部件通过光学优化设计和新材料、新膜系、新工艺的集成创新实现大幅提升灯具光效。反射器采用的新结构（钻石面特殊角度设计）可大幅提高光效，使光的利用率达到最大化，节电50%以上；新膜系是指表面保护膜耐酸、盐、碱，抗腐蚀性强，并具有防水和防灰尘附着性能，具有自清洁作用，无需经常清洁和维护；新材料耐高温，具有良好的机械性能，抗冲击性能良好；新工艺是指灯具优选配光曲线，数控模压成形，质量优秀，通过亮化光学膜处理，实现光反射的高效率和高品质；光学膜灯胆是由上千个凸钻面组成，实现光输出的最大化；专业凸面设计可有效控制眩光量（轴向光弧效应）。轴向光弧可有效分解视觉眩光70%，光线柔和、均匀、舒适。

运用高效节能灯具反射器后优势明显，首先是低瓦数、高亮度，并已实施了成功案例。高光效150W灯具可替代普通250W灯具，适用于12米以下，照度均匀度可调；高光效250W灯具可替代普通400W灯具，适用于12～20米，照度均匀度可调；高光效400W灯具可替代普通1000W灯具，适用于20～30米，照度均匀度可调。其次，通过灯具的光距调节机构，可提高作业面亮度，减少高空光损耗，使光的利用率最大化，明显改善照明环境。第三，从投资回报来看，选用“世光”牌高光效厂矿灯具，数量和工程造价可比原设计方案减少约12%～20%，采购灯具及工程成本差价综合对比基本持平，同时可节约用电50%以上；公司为灯具配置的国际品牌欧司朗、飞利浦、美国通用所生产的光源、电器，品质优良，可有效降低使用单位的维护成本，使用户真正实现投资回报快、运营成本低的目标。

目前公司开发的高效节能环保照明系列产品均采用了独家纳米材料技术、专利光学设计工艺，产品广泛应用于路灯照明、厂矿车间、体育场馆、广播电视、宾馆酒店、图书馆、广告牌、办公楼等，具有超高节能（等能耗超高亮度）、超长使用寿命、低眩光、抗氧化等特点。

经营—管理先行

2009 年5月，中国建筑工程质量监督检验所出具了一家科技型小微企业的一份GT1—J150w金卤灯灯具有关灯具光效、配光曲线、光强分布、等照度曲线等的检测报告，其检测的核心数据是灯具反射器的光效即灯具反射光源能量的效率，最后得出了一份高达86.7%的数据。这一光效数据即便是国际名家灯具也不多见，这家科技型小微企业就是哈尔滨世光光电技术开发有限公司。

这家只有13人的小微企业历经多年的努力，已完成了技术创新的集约化转型。曾经作为清华大学高级访问学者的刘兆民先生还告诉记者，2011年公司销售收入虽然仅200余万元，但人均实现税负却超过了1万元。同大多数科技型小微企业一样，实现这种技术创新集约化转变，是相当不容易的。

为对发达国家先进灯具的新知识、新技术、新方法、新材料及新功能系统及时了解和深入研讨，公司还专门构建了国内外先进灯具数据库。因充分认识到电脑软件设计已处于相当高层位的发达阶段，甚至可以说任何成功的产品都离不开设计软件，公司组织工程技术人员系统学习和掌握了国际高级光学设计软件包，并在系列反射器研发、产品及工程设计实践中形成了企业技术创新的精英团队，实现了新技术工程和新产品的优化设计。

由于坚持诚信经营与自主创新，公司获得了国家中小企业创新基金和高新开发区创业中心的支持，同时结合自身可支撑的经济实力和技术操作的可行性，按研发规划坚持开展了系统性的实验性研发工作，积累了大量科学数据，建立了相关数据的分析模式，相继取得技术创新成果，为实现集约化转型奠定了基础。2011年完成了纳米级反射材料喷涂技术的实验研究；对中国北京天文台地区光污染进行了检测并提出了治理工程项目的初步设计；在完成了关键性实验的基础上，企业申报了发明专利—“一种光反射装置及路灯反射器”，并已进入实质性审查阶段。

光电效应实验报告篇8

关键词 微课 翻转课堂 讨论法 硅光电池

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdkz.2015.05.055

Exploration and Practice of College Physics Experiment Teaching in

Cultivating Students' Independent Learning Ability

LI Junyu

（Zhengzhou University of Light Industry， Zhengzhou， He'nan 450002）

Abstract College physics experiment in science and engineering students a course many abilities. Explained the significance of open university physics experiments， analyzed the experimental teaching in our school problems. On this basis， through the construction of a network of learning space， improve teaching methods， scientific data processing， experimental teaching materials to improve teaching practice， to improve the level of experimental teaching， to explore new ways of autonomy and independence of student learning culture.

Key words micro-lesson; flipped classroom; discussion method; silicon photocell

大学物理实验教学是高等院校理工类专业教学体系的重要组成部分，它不但包含实验技能和操作技能，也包含实验过程中发现问题和解决问题的能力、综合分析能力、创造性思维能力、总结表达能力，还包含实验者的科学态度、求是精神、坚忍不拔的意志、追求真理的勇气及爱护实验仪器、节约实验材料的良好品德和科学习惯。它在提高学生的科学素质、思维方法和科学研究能力方面起着无可替代的作用。因此，加强物理实验教学，提高实验教学效果，在竞争激烈的当今社会，更是占着举足轻重的地位。研究性学习是一种以问题为载体，以主动探究为特征的学习活动，是学生在教师指导下在学习和社会活动中自主地发现问题、探究问题、获得结论的过程。①实验中培养学生的自主学习能力更为他们参与社会激烈的竞争提供了有效的工具。如何让大学物理实验教学发挥最大的作用？我们首先对大学物理教学现状进行了深入的分析，并探索了一系列可行的措施：

1 大学物理实验的教学现状及存在的问题

我校属于地方性工科院校，两校区办学，大学物理实验开设两个学期，总共设置了近四十大学物理实验。每个学生每学期安排做九个实验，每个实验由三四个老师全权负责整学期的课程。然而在近几年的大学物理教学实验教学实践中，笔者感到存在着一些问题：

在教育理念上，教师普遍重视知识的传授、理论的指导，轻视对学生自主能力和动手能力的培养。传统的教学都是教师先详细地讲解实验原理，然后再告诉学生实验内容和步骤，有些实验甚至还要进行一些演示。学生基本上不动脑子，按照老师讲解的步骤进行简单的重复，大大扼杀了学生的积极主动性。

缺乏一个开放的实验交流平台。我们要求学生课前写出预习报告，但是相当一部分学生只是形式上完成了，预习报告盲目抄书，漫无目的，不知道预习什么，有的甚至相互抄袭。究其原因主要是教师指导不到位，学生预习没有明确的目标，没有激发学生的积极性。缺乏相互交流的平台，预习过程中遇到问题无法解决，课后实验报告不能及时反馈。

在大学物理实验课程建设上强调实验设备、场地、环境的建设，不重视实验教学环节的建设。传统的教学方式、实验考核形式单一等因素造成了学生对待实验的态度马马虎虎、敷衍了事。课前不认真预习，课堂上做实验漫无目的，数据造假。课后实验报告相互抄袭，教师批改报告时经常出现多个同学测量数据不同，计算结果完全相同的现象。诸如此类的现象，让物理实验教学失去了它原有的功能。

2 实验教学中培养学生自主性的具体措施

我们以《硅光电池的特性研究》②实验为例，就如何在有限的时间内培养学生自主学习能力和动手能力进行了深入的研究和探索，这一学期的课堂教学实践总结如下：

《硅光电池的特性研究》实验步骤简单，但涉及到的原理对刚上大二的学生来说比较复杂，学生还没有接触PN结这一方面的基础知识，对PN结工作原理和单向导电性的概念很难接受，再加上光电效应的知识大学物理还没有讲到。以前实验教学中，开始操作之前都会给学生讲解PN结的形成工作原理等方面的内容，但是原理与实验步骤联系不大，不掌握原理也能完成实验。所以课前讲解对学生没有吸引力，即使认真听课的学生能理解的也非常有限。学生被动的按步骤做实验、盲目的得到实验数据，实验效果非常不好。实验过程中提问问题一问三不知，实验做完之后预习思考题都回答不上来。课后抄报告现象非常严重。究其原因是学生升入大学后对主动学习很不适应，加上对实验课的不重视，以及实验考核只看结果，不重过程。造成了学生蒙混过关。为了改变这种现状，我们进行了深入的教学改革，让学生自己去研究，利用物理实验培养学生的自学能力，表现能力，设计实验步骤的能力和发现问题解决问题的能力。让学生在明明白白中完成实验。

2.1 建立开放的大学物理实验交流平台，利用微课加强课前的预习指导

我们在第一次上《大学物理实验》时要求学生实名加入E-Learning学习空间，方便教师和学生之间的交流。我们对每个实验都设置了交流空间，上传了微课视频。利用短小精湛的微课视频强调实验的目的，让学生对我要干什么一目了然。在微课视频中设置问题，让学生带着问题去预习。《硅光电池的特性研究》问题如下：（1）PN结是怎样形成的？为什么具有单向导电性？（2）硅光电池的工作原理和负载特性？（3）LED发光二极管的发光原理？（4）书上的预习思考题及学生在自主预习中遇到的问题。（5）对于要求的实验内容，你准备怎么做？

提示学生可以通过网络，同学之间的讨论对提出的问题思考总结，形成系统的语言准备课堂讨论。并在微课视频中对仪器的各部分进行展示，通过仿真实验软件，让他们在预习中熟悉实验的各个环节和可能出现的问题，独立思考通过实验应掌握什么样的问题。让学生根据书本的内容简单设计实验步骤。

2.2 学习翻转课堂的模式，课堂教学采用问题讨论法，进一步明确实验目的和内容

因为课前已经预习过，可让学生自主上讲台对问题进行讲解讨论，下面同学提出不同的见解进行补充。积极参与讲解和讨论的学生实验成绩加分。没有主动参与讨论的老师提问，能够回答的不加分不扣分，没看书不能回答的扣相应的分数。因为每一次实验课的人数都是二十人左右，基本上每一个人都有发言或被提问的机会。这种激励方法促使每个学生去预习看书，大大激发学生的积极性。设置一个宽松的学习讨论范围，实验之前留出一定的时间，设置合理的问题情境，让学生去讨论，去探究，通过网络等各种方式鼓励他们自己找出解决问题的途径。

在一学期的课堂讨论中，发现学生们的思维非常开阔，能把各种各样的可能想象出来，比如讲到P型半导体和N型半导体的时候学生发挥丰富的想象能力，会把空穴想成一种特殊物质，形象的说电子就喜欢这种物质所以会互相跑向对方。让学生讲解单向导电性，正极和正极相连，负极和负极相连所以没有电流产生等等。所有这一切反映了学生在看书的同时发现问题，不懂的地方充分发挥了想象力，虽然有时候不能讲到点子上，但是学生在自学过程中这种奇思妙想是非常可贵的。学生集思广益，踊跃发言，说明学生真正的参与到了学习当中，作为老师，也真正的能体会到其中的乐趣。经过讨论学生在做实验的过程中胸有成竹，每个学生都能自己设计自己的实验步骤，而且在做实验的过程中会发现很多问题，比如说为什么反偏比正偏时输出电流大？为什么硅光电池光强一定时负载不同电压也不同等等？明明白白的做实验，学生的兴趣很高，课堂上相互之间讨论的氛围热烈。实验过程中发现的问题，由于原理知识理解得非常透彻，经过思考讨论基本都能自己解决。最重要的是实验真正得到了理解，基本没有相互抄实验报告的现象。其实只要能够独立完成的学生谁也不想去抄袭。有很多同学反映，这样的教学方式效果确实不错。

2.3 用科研的态度来影响学生，指导学生正确的处理数据和分析问题

我们在做科研的时候都要对所选的课题进行深入调研，实验过程认真负责，保证数据的真实性。所以我们教导学生一定要诚实，保证实验数据真实，不捏造数据，养成良好的科学态度。实验数据是学生通过实验获得的第一手资料，数据的处理和分析在整个实验过程中就显得至关重要，在数据处理中大胆的尝试各种方法，逐差法，最小二乘法，让学生体验origin软件处理数据直观性，便捷性。

2.4 完善实验教材，保证实验教材与实验仪器的一致性

大学物理实验难易差别较大，比较难的实验操作比较费时，实行起来比较困难，还有一些实验虽然简单，但实验教材和实验仪器不太配套，学生在没看到实验仪器时预习没有明确目标，书本上看到的实验内容、操作步骤和实际的实验步骤有一定的偏差也给学生的自主学习造成了一定的困难。调动学生预习的积极性，让学生主动的去探究、讨论。首先要保证实验教材的有效性。结合实验室的仪器完善实验教材，实验目的明确，实验步骤合理。预习思考题要紧密结合实验的原理与内容，要让学生通过回答预习思考题基本能把握实验的目标与内容，保证学有所获。

3 结论

通过两学期的教学实验改革，深深的体会到教学要以学生为主体，真正的调动学生的积极性和主动性的重要性和必要性。通过课前预习，课堂讨论、课后数据处理和分析对学生进行一系列的自主学习能力的培养，大大提高了实验课的教学效率。坚持不懈地对学生进行这方面的训练，可以大大提高他们的自学能力，不但有利于提高实验课的教学水平，更能培养学生良好的学习习惯和自己解决问题的信心。大学物理实验教学都是小组教学，人数少便于管理，可以尽量采用这种教学模式，完成学生由被动学习向主动学习的过渡，提高大学教学质量。

基金项目：项目：郑州轻工业学院教改重点招标课题：大学物理内容布局与专业知识结构需求关系研究;郑州轻工业学院第十批教学改革与研究资助项目：科学素养教育课程改革的研究与实践

注释

① 庞维国.当前课改强调的三种学习方式及其关系[J].当代教育科学，2003（6）：18.