《基础物理实验》预习与数据处理数据库应用系

摘　要：摘要： 本文将典型的重点物理实验项目按力、热、光、电、综合性实验进行分类，每个实验均有实验预习及数据处理部分。在实验预习模块中，学生可以查阅所有预习内容，并观看flash动画或真人实验演示视频；在数据处理部分，学生可以将实验数据输入系统，由系统各实验项目数据处理的标准模版，引导学生了解数据处理中每一步的计算及分析过程，使学生能够正确理解与掌握数据处理及误差分析的方法，进而使实验教学达到良好的教学效果。

关键词：关键字：实验教学；实时搜索；多媒体演示；数据处理

中图分类号:TP311   文献标识码:B     文章编号：
1. 引言
    《基础物理实验》是高等院校中培养学生动手能力、实验素养不可或缺的一门课程，随着社会对创新型人才需求的不断扩大，各高校也担负着越来越重要的责任。对于如何培养学生具有浓厚科研兴趣及较强动手能力的的成为了各高校加强教学效果的重要议题。
    在传统的基础物理实验教学中，存在着诸多显而易见的问题：学生在预习时只是阅读了实验教材，而且大部分学生的预习报告书写基本是复制教材, 对实验的目的、基本原理、实验方案的思路及实验步骤等没有一个完整的总体认识；教师在课堂上讲解后学生马上进行实际操作, 预期的教学效果是不理想的：
 
                                     图2 系统数据库ER图
    结合系统功能的要求以及功能模块的划分，数据库中主要的数据表如下：
    管理员信息：用户名，密码（注：密码采用MD5的方式加密）；
    实验信息表：实验类型，实验名称，实验简介，实验目的，实验仪器，实验原理，仪器简介，实验内容，数据处理，注意事项，思考题，添加时间，排序权重，缩略图地址，视频演示地址，浏览量；
    数据处理公式表：关联实验，输入变量名称，输入变量数量，输出变量名称，输出变量数量，处理公式，数据组数。
    由于各数据表的查询操作要多于存储操作，所以均采用MyISAM存储引擎，以提高数据库的运行效率。
4．重点问题及解决
4.1 数据处理公式模块的设计
    由于预习内容添加等功能为数据库系统管理内容的常规功能，网页形式的实现方案已比较成熟。但网页形式的复杂公式编辑功能却很少有人涉猎，所以此部分功能的开发较为困难。
    为了让管理员方便的进行公式编辑，系统规定每个实验可添加任意多组的公式，每组公式可自定义输入变量数量、输入变量名称、输出变量数量、输出变量名称，管理员可为每个输出变量定义计算法则，提交成功后系统将把以上内容记录到数据库中。
    例如在图2所示的公式添加阶段，系统管理员需先填写数据组数、每组输入输出数据数量，名称填写框将根据填写的数量自动生成。锁定组数后可对输入输出变量进行编辑；锁定输入变量后，输入变量将进入可拖拽状态；锁定输出变量后，系统将针对每个输出变量自动生成公式编辑区，管理员可在右侧的可选元素中拖拽相应操作符、变量进行公式编辑；锁定任一组公式，此公式即进入可拖拽区，方便其他公式的引用。在对所有输 入框都进行锁定后，即可点击提交按钮提交此组公式。

                          图3 实验公式添加界面

4.2 用户实验数据的动态计算[9]
    数据处理界面将由管理员编辑生成，编辑过程中可插入公式标记符“*formula*”。
    当用户打开数据处理界面时，系统将根据此实验已编辑公式的权重依次替换公式标记符为用户可进行数据运算的模块。
    当用户在各运算模块输入实验数据后，系统用用户数据将公式变量替换，调用相应函数计算公式结果，动态输出到对用模块供用户查对。

                           图4 实验数据处理界面
4.3 实验分类筛选及搜索的实时动态进行
    为了能让用户快速定位到相应实验，系统将所有实验名称一次性返回用户计算机。用户选择某分类后，jquery脚本将利用动画效果隐藏其他分类的实验。用户输入搜索内容时，jquery脚本将监测按键弹起状态，每次按键弹起后将组合分类选项进行实验的搜索，利用动画效果隐藏掉无关信息，从而实现了实时动态的筛选、搜索效果。
5．结束语
    实验教学在现代教学体系的作用越来越重要，如何有效激发在校学生的科研潜力迫在眉睫。希望此系统的实施能够方便《基础物理实验》教学的进行，促使实验教材、教学方法、教学结构、教学思想和教育理念等的更新，能够促使教师在教学实践中不断地更新教育观念,能够为培养学生的动手能力、独立思考与分析问题的能力、自行设计实验方案与解决实际问题的能力等方面创设一个良好的教学环境,让学生主动、积极地参与到实验教学中来，让高校为社会输送更多具有创新意识与创造性思维的高素质人才[10]。

参考文献
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项目基金：国家级大学生创新项目（101021627）