“DIY电磁混合悬浮实验系统”设计与实现

(哈尔滨工业大学 应用物理专业实验教学中心)

“DIY电磁混合悬浮实验系统”设计与实现

(哈尔滨工业大学 应用物理专业实验教学中心)

1 主要内容

本实验是为大学物理实验课程开出的选作实验课，通过设定项目学习任务——自制电磁混合磁悬浮实验系统的方式，要求每组2位同学在规定的时间内(6学时)通过通力合作，从系统分析、电路设计、电路板焊接、分系统测试、系统总装、总体调试等过程，自己动手达到学习的目标——电磁混合磁悬浮系统实验的正常运行. 实验系统包括多谐振荡器、脉宽调制器、H桥驱动器、霍尔传感器和悬浮物体及电源，系统工作原理和系统电路分别如图1和图2所示.

图1 电磁混合磁悬浮实验的工作框图

图2 DIY电磁混合悬浮实验系统电路图

实验任务：了解磁悬浮实验系统的工作原理和系统的实现；自己动手，焊接非稳态多谐振荡器和脉宽调制器电路板；调整和测试各电路板的参量及波形；在面包板上按线路图连接各电路部分，调节电路参量，稳定悬浮起物体.

2 创新点

通过引入DIY实验项目，学生可深度参与到实验中，在实验设计、实验制作、分系统调试、系统总装等实验过程中，学生会遇到问题、发现问题、解决问题，这样的实验过程更接近科学实验探索的过程，这样的教学过程对学生能力的提高和科学素养的形成具有重要作用. 另外通过实验过程的磨练，学生的学习兴趣得到了激发，同时也能体验到成功的快乐.

3 主要成效

在DIY研究性课题实验的教学中，要突出以“学生为主、教师为辅”的实验教学模式，该教学模式实际上对教师和学生都提出了更高要求. 实验教学以学生为主体现在：

1)面对全新的实验项目，学生要通过查阅资料、合作研讨，亲自动手实验，在较短的时间内学会并掌握所需知识.

2)增强“学生为主、教师为辅”的主人翁意识，提高了学生自主思考和自主解决问题的能力. 学生充分利用自己掌握的知识，依靠自己的能力完成实验的设计和制作，处理实验中出现的各种问题，激发了学生的兴趣.

3)提供自主实验，让学生充分体会理解“知易行难”的道理，培养学生的耐心和毅力.

4)学生体会到团队合作的重要性，提高团队配合的能力. 安排2人1组共同完成实验,需要同组人协调一致，共同研究、交流并且完成本次实验.

(执笔：赵海发)

[责任编辑：任德香]

(待续)