“DIY電磁混合懸浮實驗系統”設計與實現

(哈爾濱工業大學 應用物理專業實驗教學中心)

“DIY電磁混合懸浮實驗系統”設計與實現

(哈爾濱工業大學 應用物理專業實驗教學中心)

1 主要內容

本實驗是為大學物理實驗課程開出的選作實驗課，通過設定項目學習任務——自制電磁混合磁懸浮實驗系統的方式，要求每組2位同學在規定的時間內(6學時)通過通力合作，從系統分析、電路設計、電路板焊接、分系統測試、系統總裝、總體調試等過程，自己動手達到學習的目標——電磁混合磁懸浮系統實驗的正常運行. 實驗系統包括多諧振蕩器、脈寬調制器、H橋驅動器、霍爾傳感器和懸浮物體及電源，系統工作原理和系統電路分別如圖1和圖2所示.

圖1 電磁混合磁懸浮實驗的工作框圖

圖2 DIY電磁混合懸浮實驗系統電路圖

實驗任務：了解磁懸浮實驗系統的工作原理和系統的實現；自己動手，焊接非穩態多諧振蕩器和脈寬調制器電路板；調整和測試各電路板的參量及波形；在面包板上按線路圖連接各電路部分，調節電路參量，穩定懸浮起物體.

2 創新點

通過引入DIY實驗項目，學生可深度參與到實驗中，在實驗設計、實驗制作、分系統調試、系統總裝等實驗過程中，學生會遇到問題、發現問題、解決問題，這樣的實驗過程更接近科學實驗探索的過程，這樣的教學過程對學生能力的提高和科學素養的形成具有重要作用. 另外通過實驗過程的磨練，學生的學習興趣得到了激發，同時也能體驗到成功的快樂.

3 主要成效

在DIY研究性課題實驗的教學中，要突出以“學生為主、教師為輔”的實驗教學模式，該教學模式實際上對教師和學生都提出了更高要求. 實驗教學以學生為主體現在：

1)面對全新的實驗項目，學生要通過查閱資料、合作研討，親自動手實驗，在較短的時間內學會并掌握所需知識.

2)增強“學生為主、教師為輔”的主人翁意識，提高了學生自主思考和自主解決問題的能力. 學生充分利用自己掌握的知識，依靠自己的能力完成實驗的設計和制作，處理實驗中出現的各種問題，激發了學生的興趣.

3)提供自主實驗，讓學生充分體會理解“知易行難”的道理，培養學生的耐心和毅力.

4)學生體會到團隊合作的重要性，提高團隊配合的能力. 安排2人1組共同完成實驗,需要同組人協調一致，共同研究、交流并且完成本次實驗.

(執筆：趙海發)

[責任編輯：任德香]

(待續)