《大學(xué)物理實驗》教學(xué)大綱

1、PAGE PAGE 5大學(xué)物理實驗教學(xué)大綱（工科類專業(yè)用）課程編號：課程英文名稱：Physical experiment of college適用專業(yè)：工學(xué)部：水利類、電力類、土建類、動力機(jī)械類、醫(yī)學(xué)部（五年制）各專業(yè) 信息學(xué)部：測繪類、遙感信息類、計算機(jī)類 、資源與環(huán)境類各專業(yè)開課學(xué)期：本課程進(jìn)行兩個學(xué)期（一下、二上）計劃學(xué)時：54學(xué)時學(xué) 分：1.5考試方式：實驗課考核成績以平時成績和期末實驗技能操作考試兩部分組成：平時成績占70%（含報告和實驗操作）考試占30%（含實驗操作和實驗結(jié)果）。開課院、教研室：物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院物理實驗中心物理實驗室(一)、（二）一、課程的性質(zhì)、目的及任務(wù)大學(xué)物理

2、實驗是對高等學(xué)校學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實驗基本訓(xùn)練的一門獨立的必修基礎(chǔ)課程，是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后接受系統(tǒng)實驗技能訓(xùn)練的開端，是工科類學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實驗訓(xùn)練的重要基礎(chǔ)。是學(xué)生通過自身的實踐，將知識轉(zhuǎn)化為能力的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。在培養(yǎng)學(xué)生用實驗手段去觀察、發(fā)現(xiàn)、分析和研究問題，最終解決問題的能力方面起著重要作用。也為學(xué)生獨立進(jìn)行科學(xué)研究，設(shè)計實驗方案、選擇，使用儀器設(shè)備以及提出新的實驗課題；為進(jìn)一步學(xué)習(xí)后續(xù)的實驗課打下良好的基礎(chǔ)。其具體任務(wù)如下：1、培養(yǎng)和提高學(xué)生的科學(xué)實驗素養(yǎng)。要求學(xué)生從事科學(xué)實驗應(yīng)有辦事認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、嚴(yán)格要求的工作態(tài)度和理論聯(lián)系實際的作風(fēng)，以及主動研究的探索精神，遵守紀(jì)律、團(tuán)結(jié)協(xié)作和愛護(hù)公共財

3、產(chǎn)的優(yōu)良品德。2、學(xué)習(xí)和掌握運(yùn)用實驗原理、方法研究某些物理現(xiàn)象，進(jìn)行具體測試，得出結(jié)論，加深對物理學(xué)原理的理解。3、培養(yǎng)和提高學(xué)生的科學(xué)實驗?zāi)芰Πǎ?1)能夠閱讀教材與資料，從測量目的要求、正確理解所依據(jù)的科學(xué)原理，做好實驗前的準(zhǔn)備；(2)能夠借助教材和儀器說明書，正確地選用和使用常用儀器、確定合理的實驗程序進(jìn)行測試；(3)進(jìn)行實驗技能的基本訓(xùn)練，熟悉常用儀器的工作原理、結(jié)構(gòu)性能、調(diào)整操作、觀察分析和排除故障等；(4)善于運(yùn)用物理學(xué)理論，觀察實驗中出現(xiàn)的現(xiàn)象(一般、正常、個別、反常)并對實驗現(xiàn)象進(jìn)行初步分析判斷；(5)學(xué)習(xí)正確記錄和處理實驗數(shù)據(jù)，按要求繪制曲線、正確表達(dá)實驗結(jié)果，撰寫合格的實

4、驗報告以及分析實驗方法、測量儀器、周圍環(huán)境、測量次數(shù)和操作技能對測量結(jié)果的影響；(6)能查閱實驗資料，獨立完成簡單的設(shè)計性實驗。二、本課程的前修課高等數(shù)學(xué)、普通物理學(xué)三、課程的教學(xué)基本要求1、在實驗課教學(xué)中適當(dāng)介紹一些物理實驗發(fā)展的史料，對學(xué)生進(jìn)行辯證唯物主義、世界觀和方法論教育，使學(xué)生了解科學(xué)實驗的重要性，明確物理實驗課程的目的、地位、作用和任務(wù)。2、在整個實驗教學(xué)過程中，要教育學(xué)生養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際和實事求是的科學(xué)作風(fēng)、嚴(yán)肅認(rèn)真的工作態(tài)度和愛護(hù)公共財產(chǎn)、遵循操作規(guī)程、遵守紀(jì)律的優(yōu)良品德。3、實驗緒論課要給學(xué)生介紹測量誤差、不確定度與實驗數(shù)據(jù)處理的的基本知識，要求學(xué)生在

5、具體實驗中掌握和應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生具有正確分析實驗誤差和處理實驗結(jié)果的初步能力。4、通過物理實驗的系統(tǒng)訓(xùn)練，要求學(xué)生做到：(1)課前自己完成實驗預(yù)習(xí)、撰寫實驗預(yù)習(xí)報告(要求自擬數(shù)據(jù)記錄表格)，課堂獨立進(jìn)行實驗操作，課后撰寫實驗報告等主要實驗程序。(2)掌握常用物理實驗儀器的調(diào)整和操作技術(shù)。例如：零位校準(zhǔn)；水平、鉛直平衡的調(diào)整；根據(jù)給出的電路圖正確接線；光路的等高共軸調(diào)整等。(3)掌握常用的實驗方法。如比較法、放大法、轉(zhuǎn)換測量法、模擬法、平衡法、補(bǔ)償法、干涉法等。(4)學(xué)會常用物理量的測量。例如：長度(含微小長度及其變化)、角度、質(zhì)量、時間、力、壓強(qiáng)、溫度、熱量、電流、電壓、電動勢、電阻、磁感應(yīng)強(qiáng)度

6、、波長、折射率等。(5)熟悉常用儀器的性能和使用方法。例如：游標(biāo)尺、螺旋測微計、天平、秒表、溫度計(含熱電偶)、直流電壓表、電流表、電撟、撿流計、電位差計、滑動變阻器、電阻箱、通用示波器、低頻信號源、讀數(shù)顯微鏡及尺讀望遠(yuǎn)鏡、分光計和常用光源(鈉光燈、汞光燈和激光器)等。5 通過學(xué)生完成一定量的設(shè)計性實驗和綜合實驗（包括近代物理實驗），使學(xué)生在實驗方法的思考、測量儀器的選擇和搭配、測量條件的確定等方面受到初步的訓(xùn)練。四、課程的主要內(nèi)容和具體要求本課程分緒論、基礎(chǔ)實驗（60%）、綜合與近代物理實驗（25%），設(shè)計性實驗四個部分（15%）。在進(jìn)行具體教學(xué)安排時，可根據(jù)各專業(yè)情況和學(xué)時數(shù)對下列各部分內(nèi)

7、容進(jìn)行適當(dāng)組合。緒論課緒論課運(yùn)用多媒體形式教學(xué)，主要介紹測量誤差和不確定度的基本概念、有效數(shù)字、實驗結(jié)果的不確定度估算、常用的數(shù)據(jù)處理方法，以及實驗的基本程序和要求等。教師在第一次實驗課時，分班講解實驗數(shù)據(jù)預(yù)處理知識和第一章習(xí)題。第一部分 基礎(chǔ)實驗實驗1重力加速度測量用自由落體測重力加速度用單擺測重力加速度實驗2光杠桿法測鋼絲的楊氏模量實驗3用扭擺法測剛體的轉(zhuǎn)動慣量實驗4液體粘滯系數(shù)的測定實驗5用拉脫法測液體的表面張力系數(shù)實驗6不良導(dǎo)體導(dǎo)熱系數(shù)的測定實驗7聲速測量實驗8伏安法測晶體管特性實驗9直流電橋及應(yīng)用實驗10示波器的原理及應(yīng)用實驗11靜電場的模擬實驗12交流電橋?qū)嶒?3交流電路的諧振實驗

8、14電磁感應(yīng)法測交變磁場實驗15霍爾效應(yīng)實驗16薄透鏡焦距的測定實驗17分光計的調(diào)節(jié)和使用實驗18等厚干涉的應(yīng)用實驗19衍射光柵實驗20 偏振光的分析第二部分 綜合與近代物理實驗實驗21用動態(tài)法測金屬的楊氏模量實驗22超聲測厚實驗23 用非線性電路研究混沌現(xiàn)象實驗24非平衡直流電橋及應(yīng)用實驗25 RLC電路的穩(wěn)態(tài)特性 實驗26 RLC電路的暫態(tài)特性實驗27 方波電信號的付里葉分析實驗28邁克爾遜干涉儀實驗29超聲光柵實驗30全息照相實驗31光電效應(yīng) 實驗32夫蘭克赫茲實驗實驗33密立根油滴實驗實驗34氫原子光譜第三部分 設(shè)計性實驗實驗35 易溶于水的顆粒狀物質(zhì)的密度測定實驗36 測量小燈泡的伏

9、安特性曲線實驗37 測量給定電阻絲的電阻實驗38 用電位差計測電阻實驗39 用電位差計測干電池的電動勢和內(nèi)阻實驗40 電表的改裝與校正實驗41測量金屬電阻的溫度系數(shù)實驗42小功率穩(wěn)壓電源的設(shè)計與制作實驗43 測量PN結(jié)溫度傳感器的溫度特性實驗44 數(shù)字溫度計的設(shè)計與制作實驗45 用示波器測量鐵磁材料的磁滯回線實驗46 利用霍爾器件測地磁場水平分量實驗47光學(xué)材料折射率的綜合測量實驗48內(nèi)調(diào)焦望遠(yuǎn)鏡的組裝及放大倍率的測定實驗49 利用莫爾條紋測微小長度實驗50 全息光柵的制作實驗51用激光散斑照相法測鈉光波長實驗52 光纖特性參數(shù)測量實驗53 光纖溫度傳感器研究實驗54計算機(jī)在物理實驗中的應(yīng)用

10、激光多普勒頻移測量五、教學(xué)實施環(huán)節(jié)及主要內(nèi)容強(qiáng)調(diào)實驗的方法是科學(xué)研究的非常重要的手段，例如物理實驗中常用的比較法、放大法、轉(zhuǎn)換測量法、模擬法、補(bǔ)償法和干涉法等。使學(xué)生認(rèn)識到實驗課的重要性和必要性。課堂宜采用提問、講演，以學(xué)生獨立動手操作為主的教學(xué)方式進(jìn)行，教師作輔助性指導(dǎo)。在教學(xué)過程中還應(yīng)有意識地進(jìn)行辯證唯物主義和科學(xué)方法論方面的教育，適當(dāng)?shù)亟榻B一些物理實驗史料。具體做法是嚴(yán)格把好三關(guān)：把好預(yù)習(xí)關(guān)。課前通知學(xué)生作好要做的實驗的預(yù)習(xí)準(zhǔn)備，提出預(yù)習(xí)要求，教師在學(xué)生進(jìn)入實驗室時應(yīng)檢查學(xué)生的預(yù)習(xí)報告，抽樣對個別同學(xué)詢問一些實驗原理、使用的儀器、操作步驟、測量的內(nèi)容等問題、檢查學(xué)生的預(yù)習(xí)程度和效果。認(rèn)真

11、指導(dǎo)實驗。操作前教師首先講授本次實驗的基本原理(理論和公式)，實驗中的操作要領(lǐng)和基本要求，提出注意事項。整個實驗過程，是學(xué)生最活躍，也是最重要的階段，教師要緊緊抓住這個時機(jī)進(jìn)行臨場指導(dǎo)。用啟發(fā)誘導(dǎo)的方式，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、獨立觀察、獨立操作、分析、解決問題的能力；檢查學(xué)生的操作與測讀是否正確，引導(dǎo)學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象聯(lián)系理論，作出理性的分析，并要求學(xué)生能排除一般性故障，教師不要包辦代替，要求學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)從事、一絲不茍，教育學(xué)生應(yīng)愛護(hù)儀器設(shè)備，遵守實驗室規(guī)則，通過實驗，培養(yǎng)學(xué)生態(tài)度嚴(yán)謹(jǐn)、工作細(xì)心、實事求是、勇于探索，勤于思考的科學(xué)實驗風(fēng)格，教師對學(xué)生提出的問題應(yīng)給以耐心解答。在實驗中，學(xué)生的測量數(shù)據(jù)要經(jīng)

12、教師簽名認(rèn)可，并作好設(shè)備的清理工作，方能離開實驗室。把好批閱實驗報告關(guān)。首先檢查實驗報告是否附有原始數(shù)據(jù)(經(jīng)教師簽名的預(yù)習(xí)報告)，認(rèn)真批閱實驗結(jié)果的精確性和數(shù)據(jù)的處理分析與討論，實驗報告要求規(guī)范化，字跡要求工整清潔，一律用實驗報告紙?zhí)顚?。檢查學(xué)生正確處理實驗數(shù)據(jù)的能力(如有效數(shù)字的運(yùn)用和運(yùn)算、誤差分析、結(jié)果的正確表述、曲線的繪制、回答指定的思考題或指導(dǎo)教師的提問)予以綜合評分，無原始數(shù)據(jù)的實驗報告以不合格論處。除了按正常安排實驗課外還積極創(chuàng)造條件擴(kuò)大開放實驗項目。這樣能使學(xué)生利用課余時間來實驗室進(jìn)行預(yù)習(xí)和準(zhǔn)備。以提高學(xué)生對物理實驗的興趣，并能熟悉設(shè)備和儀器，以及周圍的環(huán)境。進(jìn)一步開設(shè)設(shè)計性實驗。根據(jù)本室的設(shè)備條件和師資力量，可開設(shè)設(shè)計性實驗項目。首先由教師提出題目和要求，隨后由學(xué)生自行設(shè)計(包括原理的提出、儀器的選擇、電路或光路的設(shè)計、操作手段等)完成實驗課題。教師只作輔助性的指導(dǎo)。設(shè)計實驗項目，對培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、動手能力、自行處理問題的能力，是大有好處的，對造就主動地探求精神是極為有益的。部分實驗題目要求學(xué)生利用微機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場處理數(shù)據(jù)，初步鍛煉使用微機(jī)的能力。六、參考學(xué)時分配緒論課