大学物理实验预习系统的研究

发布时间：2017-03-22 06:02

  本文关键词：大学物理实验预习系统的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：大学物理实验是学生进入大学后接触的第一门实验课程,其学习过程包含课前、课堂和课后三部分组成,目前课前预习部分对学生的要求是通过充分的教材预习后写好预习报告。对于大部分学生,仅仅通过教材做书面预习,无法使学生比较清晰的了解实验的具体内容,且由于部分学生学习习惯不好,预习报告也经常会出现应付老师检查的问题,从而使预习只是流于形式的一种“抄书”,导致课堂教学效率低下,课堂实验错误百出,甚至出现一些同学做完实验都无法全面了解所做实验,实验报告问题较多。由此可见,若能通过有效的方法引导学生的预习过程,将对整个实验起到很好的提高作用。论文介绍了物理实验预习系统的开发与研究,本系统主要通过MATLAB的GUI界面演示预习过程、展示实现现象及进行数据的处理。在设计本系统A类系统的过程中,主要应用GUI的创建用户界面,体现大学物理实验的预习步骤,利用MATLAB绘制函数的功能对实验过程中出现的现象进行模拟,从而使学生对实验有初步的了解。在设计本系统的B类系统的过程中,利用单片机及外围硬件设备对数据进行采集,对采集数据进行数据分析及演示,本文例中,温度数据的采集通过温度传感器18B20进行,电阻数据的采集利用恒流源进行电源供电,利用OP07运放对小电压进行放大,其后通过PCF8591模数转换芯片将数据传送至单片机,两部分的单片机均采用STC89C52单片机来进行。数据采集后,串口通信部分通过serial函数建立串口对象,set函数设置串口属性并定义回调函数,fopen函数来打开串口数据并对数据进行分析,界面的演示使学生对比较复杂的综合性物理实验有比较深入的前期预习。最后,本文对课题工作做了总结,并对今后的研究开发工作提出了建议。
【关键词】：大学物理实验 预习系统 MATLAB GUI 单片机
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O4-4;G434
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 大学物理实验教学的历史9-10
• 1.2 大学物理实验教学的现状10-11
• 1.3 中外大学物理实验教学的比较11-13
• 1.4 应用型大学物理实验教学的发展趋势13-14
• 1.5 本文的研究内容及目标14-16
• 1.5.1 A类预习系统方案论证(引导类)14-15
• 1.5.2 B类预习系统方案论证(促进类)15
• 1.5.3 最终目标15-16
• 第二章 实验预习系统总体设计16-19
• 2.1 研究内容及总体设计16-17
• 2.2 物理系统17
• 2.3 接口17-18
• 2.3.1 硬件接口17-18
• 2.3.2 软件接口18
• 2.4 计算机系统(含信号接口和软件模块)18-19
• 第三章 大学物理实验预习A(现象及结果演示类)19-25
• 3.1 实验原理19-20
• 3.2 关键技术20-21
• 3.3 软件设计21-23
• 3.4 结果显示23-25
• 第四章 大学物理实验预习B(过程及结果演示类)25-55
• 4.1 总体设计（主要包括系统框图）25
• 4.2 测试原件25-29
• 4.2.1 实验原理25-27
• 4.2.2 关键技术27-29
• 4.3 硬件设计及编程29-44
• 4.3.1 温度数据采集模块设计29-31
• 4.3.2 电阻数据采集模块设计31-33
• 4.3.3 数据输出原理及串口配置33-34
• 4.3.4 硬件程序编写34-44
• 4.3.5 串口数据观察44
• 4.4 数据采集及原理44-45
• 4.4.1 数据采集流程44-45
• 4.4.2 关键技术45
• 4.5 软件设计编程及界面设计45-55
• 4.5.1 温度实时测量部分界面设计45-46
• 4.5.2 电阻实时测量部分界面设计46
• 4.5.3 温度系数直线拟合部分界面设计46
• 4.5.4 MATLAB程序流程46-47
• 4.5.5 MATLAB程序编写47-54
• 4.5.6 结果显示54-55
• 第五章 总结与展望55-57
• 5.1 总结55-56
• 5.1.1 主要工作总结55
• 5.1.2 系统试用总结55-56
• 5.2 展望56-57
• 致谢57-58
• 参考文献58-60
• 硕士学位学习期间取得的研究成果60

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 高兴茹;倪苏敏;宗广志;;应用型大学物理实验教学体系的改革与探索[J];北京联合大学学报(自然科学版);2011年03期

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3 任丽英;;测定金属电阻温度系数的方法研究[J];大学物理实验;2010年05期

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本文编号：260968