眼动仪在设计性物理实验教学中的应用研究

发布时间：2024-03-15 20:18

　　设计性物理实验是大学物理实验中的重难点。以铜丝电阻温度系数的测定实验为例,针对学生在实验中的重难点和易忽视点,借助眼动仪对比研究了大二本科生、研究生和物理教师三者在实验中的眼动数据特点。通过注视热点图、注视轨迹图等实现了三者在连接电路、调节比例臂等过程中的视觉认识可视化,同时根据瞳孔直径、眼动类型等数据归纳分析了学生在实验中的不足之处。并由此提出了本科生和研究生设计性物理实验教学中的改进方法,为优化设计性物理实验教学提供了生理数据和理论基础。

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【部分图文】：

图1设计性物理实验流程

大学物理实验包括基本实验和设计性实验。基本实验包括物理量的测量、物理公式的验证、物理变化规律的观测总结等内容，属于继承和接受前人的知识技能，重复前人的工作，是科学实验入门的基础训练。此类实验较为成熟，具有一定的基础性和典型性[1]。而设计性实验是指学生经过一定的基础训练，掌握了一....

图2电路图

该实验中，由于铜丝阻值变化较小，难以用伏安法直接测量，因此采用平衡电桥法测量电阻。全电阻值为1750?的滑线电阻可用于调节电流强度，以使各个电阻箱的工作功率不超过其额定功率。另一个全电阻值为100?的滑线电阻可被分成两个电阻R1和R2，用以组成电桥的比例臂，再用一个电阻箱做比较....

图3被试者连接线路过程中的注视热点图及轨迹图

电路连接是本实验的起始和关键性步骤，是实验者应具备的基本能力。但三者连接电路过程中的注视热点图及轨迹图表现出明显的差异。大二年级本科生独立连接电路用时7分32秒，但连接后的电路存在若干问题，后续教师指导纠正用时3分58秒，共计11分30秒。图3(a)、(b)为该学生独立操作过程中....

图4经指导后大二学生的注视热点图

本文进一步采集了该大二年级学生经指导后在连接电路过程中的眼动数据，图4显示了其经过指导后的注视热点图，相对于图3(a)有了显著进步，注视热点能够基本集中于仪器连接位置处。对其他位置的关注明显减少，注意力明显集中，且对于电路图的关注也有所减少。这证实了实验前教师进行仪器介绍和指导的....

本文编号：3928816