1 刘凡新-数字化AI赋能大学物理实验高阶实验创新及教学新范式探索 浙工大-莫干山.pdf

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1、数字化AI赋能大学物理实验高阶实验创新及教学新范式探索刘凡新物理国家级实验教学示范中心（浙江工业大学）2024年10月26日12024首届全国数字化物理实验教学和高质量发展研讨会（浙江.莫干山）Outline一、示范中心基本概况二、数字化AI技术应用物理实验教学的发展机遇和需求三、我校物理实验室数字化技术应用现状四、我校数字化AI技术赋能大学物理实验建设及成果五、改革探索总结和未来展望2一、示范中心基本概况200720122014201620182020202120052001首批省实验教学示范中心省教学成果一等奖国家级实验教学示范中心建设单位国家级教学团队省教学成果一等奖以浙江理工组第一名成

2、绩通过国家级示范中心验收近代物理实验教程入选十二五国家级本科规划教材省教学成果一等奖省物理创新赛秘书处单位国家级教学成果二等奖省教学成果一等奖教育部大学物理课程教指委副主任单位大中物理教育衔接工作委员会主任单位入选浙江省首批万人计划教学名师1人大学物理实验省精品在线课程省教学成果一等奖浙江省大学物理课程教指委主任单位省教学成果特等奖省课程思政示范基层教学组织大学物理实验省一流课程2023通过教育部5年复评成长历程2024-20293AI赋能2009年入选“基础物理课程国家级教学团队”加强在岗青年教师培训：导师制、试讲制、听课制、进修制、研讨制、团队制示范中心固定人员示范中心固定人员1 16 6

3、人人（1111人具有博士学位）人具有博士学位）示范中心兼职人员示范中心兼职人员4949人人一、示范中心基本概况副高副高8 8人人（50%50%）正高正高4 4人人（25%25%）中级中级4 4人人（25%25%）正高正高7 7人人（25%25%）副高副高1919人（人（39%39%）中级中级2323人人（47%47%）4 培养一支开发队伍。开发71个新实验项目，研制41种物理实验教学仪器，被世界各地260多所高校使用，产值9546万。20年发展，从基础实操到数字化实验、虚拟仿真，教学理念融入其中。SPR光谱仪激光器普朗克常数塞曼效应电子荷质比夫兰赫兹第一个20年：以自制仪器为特色：融入教学理念

4、“夯实基础、激发兴趣、自主探究、实践创新、培养能力”！一、示范中心基本概况5一、示范中心基本概况振镜式激光扫描实验系统设计起源：工业用专业激光打标机+激光表演仪器设计实现：将工业及表演领域的应用抽象到实验教学领域，让学生深入了解激光束控制技术的基本特性，包括该技术常用光学器件的基本原理，核心器件振镜电机的原理及其控制技术等，同时也培养了学生的实际工程应用能力，体现我校工程学科交叉的特色。磁耦合谐振式无线电能传输实验仪设计起源：新能源汽车充电+手机充电技术以+互联网中射频卡技术设计实现：让学生深入了解磁耦合谐振式无线电能传输的基本特性，包括谐振、互感、负载匹配的慨念，以及共振驱动对信号源能量的要

5、求是最小的概念，为学生未来设计一些利用共振原理测量一些物理量提供实验基础。弦振动实验的拓展与提升实验设计起源：高校理工科类大学物理实验分层次教学的高阶要求设计实现：实验仪器自动满足共振频率条件，直接找到共振频率，可模拟人按压乐器位置，声音频率的变化；弦线的支撑板间距不变，改变弦线的张力，可模拟振弦式位移传感器。让学生掌握受迫振动，弦线振动波速与弦线张力、弦线线密度的关系，驱动传感器与振动传感器信号的位相关系，培养学生分析与研究问题的能力。6全校理工科本科生、应用物理专业、光信专业、留学生、研究生指导学生获省物理创新赛以上奖3000人次左右，是省同类高校平均值的5倍高质量完成各项教学任务深受浙江

6、省重点中学学生喜欢的物理实验奥林匹克竞赛系统活动出版科学教材正式出版实验教材9部，其中入选国家“十二五”规划教材1部，省级重点建设教材5部，校级重点建设教材2部。其中入选国家“十二五”规划教材的近代物理实验是全国唯一入选的此类教材。每年国庆节节假日，约有40多所中学、150多名学生参加一、示范中心基本概况成效从2001至2022年，省教学成果一等奖六项，特等奖1项，国家教学成果二等奖1项省产学研1项、教育部产学研2项、省虚仿实验2项、“创新创业教育”优秀案例“一等奖”持之以恒开展教学研究，教学成果不断涌现7一、示范中心基本概况成效8一、示范中心基本概况中心网站相关报道9一、示范中心基本概况分层