物理實(shí)驗(yàn)A（上）課程教學(xué)大綱

物理實(shí)驗(yàn)A（上）課程教學(xué)大綱（ExperimentsofCollegePhysicsAI）一、課程概況課程代碼：0802601學(xué)分：1.5學(xué)時(shí)：24先修課程：高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理適用專業(yè)：工科專業(yè)教材：《物理實(shí)驗(yàn)》，金雪塵、王剛、李恒梅主編，南京大學(xué)出版社，2017課程歸口：理學(xué)院課程團(tuán)隊(duì)：王剛、茆銳、金雪塵、楊景景、王震、秦賽、王昌英、姜先凱等課程性質(zhì)與任務(wù)：本課程是理工科專業(yè)大學(xué)生的一門必修基礎(chǔ)課程。本課程是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后進(jìn)行系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)方法訓(xùn)練的開端。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅能了解到科學(xué)實(shí)驗(yàn)的主要過程與基本方法；還能激發(fā)學(xué)生的想象力、創(chuàng)造力，培養(yǎng)和提高學(xué)生獨(dú)立開展科學(xué)研究工作的素質(zhì)和能力。二、課程目標(biāo)及對(duì)畢業(yè)要求觀測點(diǎn)的支撐（以電子信息專業(yè)大綱為例）序號(hào)課程目標(biāo)支撐畢業(yè)要求觀測點(diǎn)畢業(yè)要求1目標(biāo)1：能夠基于科學(xué)原理，通過實(shí)驗(yàn)分析、研究物理現(xiàn)象和規(guī)律，減少實(shí)驗(yàn)誤差；能夠正確記錄與運(yùn)算有效數(shù)字，掌握表格法、作圖法、逐差法等數(shù)據(jù)處理方法；能夠?qū)λ鰧?shí)驗(yàn)的原理、方法、結(jié)論進(jìn)行正確表述。觀測點(diǎn)4.2：能夠根據(jù)研究方案，運(yùn)用專業(yè)知識(shí)構(gòu)建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，安全的開展實(shí)驗(yàn)，提取有效實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。畢業(yè)要求4研究：能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對(duì)電子信息工程中信號(hào)檢測與處理方面的復(fù)雜工程問題進(jìn)行研究，包括設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、分析與解釋數(shù)據(jù)、并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論。教學(xué)內(nèi)容及要求序號(hào)教學(xué)內(nèi)容預(yù)期學(xué)習(xí)成果教學(xué)學(xué)時(shí)教學(xué)方式支撐課程目標(biāo)1緒論：測量與誤差；物理實(shí)驗(yàn)基本方法和基本技術(shù)。重點(diǎn)和難點(diǎn)：物理實(shí)驗(yàn)基本要求和基本程序；不確定度概念；有效數(shù)字運(yùn)算規(guī)則；實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理基本方法。能掌握有效數(shù)字的運(yùn)算規(guī)則，掌握數(shù)據(jù)處理的基本方法；通過自學(xué)，學(xué)生能了解基本測量方法及常用實(shí)驗(yàn)儀器。3講授/討論/實(shí)例教學(xué)等目標(biāo)12實(shí)驗(yàn)一：物體密度的測定。重點(diǎn)和難點(diǎn)：正確記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、掌握有效數(shù)字的運(yùn)算方法；不確定度的計(jì)算，會(huì)用不確定度表示實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果。能夠掌握游標(biāo)卡尺、螺旋測微器、電子天平的使用方法；正確記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、掌握有效數(shù)字的運(yùn)算方法；求均質(zhì)圓柱體的密度；不確定度的計(jì)算，會(huì)用不確定度表示實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果。3講授/實(shí)驗(yàn)/討論/等目標(biāo)13實(shí)驗(yàn)二：剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的實(shí)驗(yàn)研究。重點(diǎn)和難點(diǎn)：用三線擺測定圓盤、圓環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；會(huì)計(jì)算實(shí)驗(yàn)值、理論值和相對(duì)誤差。加深對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的理解；會(huì)用三線擺測定圓盤、圓環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；會(huì)計(jì)算實(shí)驗(yàn)值、理論值和相對(duì)誤差，加深對(duì)數(shù)據(jù)處理、分析的理解。3講授/實(shí)驗(yàn)/討論/等目標(biāo)14實(shí)驗(yàn)三：邁克爾遜干涉儀的調(diào)整和使用。重點(diǎn)和難點(diǎn)：邁克爾遜干涉儀原理及調(diào)節(jié)方法；測單色激光的波長；會(huì)用逐差法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。通過實(shí)驗(yàn)理解等傾干涉、等厚干涉的形成條件；了解邁克爾遜干涉儀的結(jié)構(gòu)、原理及調(diào)節(jié)方法；測單色激光的波長；會(huì)用逐差法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。3講授/實(shí)驗(yàn)/討論/等目標(biāo)15實(shí)驗(yàn)四：示波器的使用。重點(diǎn)和難點(diǎn)：示波器的操作。了解示波器的結(jié)構(gòu)、工作原理，掌握它的基本操作方法。3講授/實(shí)驗(yàn)/討論/等目標(biāo)16實(shí)驗(yàn)五：電橋法測電阻。重點(diǎn)和難點(diǎn)：自搭電橋，并測量給定電阻的阻值；用箱式惠斯通電橋測量給定電阻阻值。自搭電橋，并測量給定電阻的阻值；用箱式惠斯通電橋測量給定電阻阻值；計(jì)算相對(duì)誤差，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。3講授/實(shí)驗(yàn)/討論/等目標(biāo)17實(shí)驗(yàn)六：分光計(jì)的調(diào)整、棱鏡折射率的測定。重點(diǎn)和難點(diǎn)：會(huì)測量汞光譜中三條主要光線的最小偏向角，會(huì)計(jì)算光線的折射率。學(xué)會(huì)分光計(jì)的調(diào)節(jié)和使用；會(huì)用反射法可測量玻璃三棱鏡的頂角；會(huì)測量汞光譜中三條主要光線的最小偏向角，會(huì)計(jì)算光線的折射率。3講授/實(shí)驗(yàn)/討論/等目標(biāo)18實(shí)驗(yàn)七：整流、濾波電路。重點(diǎn)和難點(diǎn)：掌握用數(shù)字存儲(chǔ)示波器測量電信號(hào)的幅度、周期和頻率的方法；學(xué)會(huì)用光標(biāo)法測量整流、濾波電路輸出電壓的峰值、周期，計(jì)算出頻率、輸出電壓的平均值。了解儀器控制面板上各旋鈕及按鍵的功能，掌握數(shù)字存儲(chǔ)示波器的基本操作方法；掌握用數(shù)字存儲(chǔ)示波器測量電信號(hào)的幅度、周期和頻率的方法；學(xué)會(huì)用光標(biāo)法測量整流、濾波電路輸出電壓的峰值、周期，計(jì)算出頻率、輸出電壓的平均值。3講授/實(shí)驗(yàn)/討論/等目標(biāo)19實(shí)驗(yàn)八：液體表面張力系數(shù)的測定。重點(diǎn)和難點(diǎn)：掌握用硅壓阻力敏傳感器測量的原理和方法。會(huì)用拉脫法測定室溫下液體的表面張力系數(shù)；掌握用硅壓阻力敏傳感器測量的原理和方法；學(xué)會(huì)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。3講授/實(shí)驗(yàn)/討論/等目標(biāo)1備注：總學(xué)時(shí)數(shù)24，包括緒論3學(xué)時(shí)，從上表中選做7個(gè)實(shí)驗(yàn)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)3學(xué)時(shí)四、課程實(shí)施（一）教學(xué)方法與教學(xué)手段1.緒論課堂，教師結(jié)合多媒體進(jìn)行課堂講授，通過實(shí)例，講解一個(gè)實(shí)驗(yàn)的基本要求和基本程序；通過講授和練習(xí)，學(xué)生能掌握有效數(shù)字的運(yùn)算規(guī)則，掌握數(shù)據(jù)處理的基本；通過自學(xué)，學(xué)生能了解基本測量方法及常用實(shí)驗(yàn)儀器。2.實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目課堂，教師結(jié)合多媒體講授實(shí)驗(yàn)基本原理，儀器的使用方法及注意事項(xiàng)，數(shù)據(jù)處理要求等；學(xué)生自主操作，教師輔導(dǎo)。（二）課程實(shí)施與保障主要教學(xué)環(huán)節(jié)質(zhì)量要求1備課1.掌握本課程教學(xué)大綱內(nèi)容，嚴(yán)格按照教學(xué)大綱要求進(jìn)行課程教學(xué)內(nèi)容的組織。2.熟悉各個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)，并依據(jù)教學(xué)大綱、物理實(shí)驗(yàn)中心安排編寫授課計(jì)劃進(jìn)度表。3.根據(jù)每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目特點(diǎn)，構(gòu)思授課思路、技巧，選擇合適的教學(xué)方法。2講授1.要點(diǎn)準(zhǔn)確、推理正確、條理清晰、重點(diǎn)突出，能夠理論聯(lián)系實(shí)際，熟練地講解實(shí)驗(yàn)相關(guān)原理和數(shù)據(jù)處理。2.采用多種教學(xué)方式（如啟發(fā)式教學(xué)、案例分析教學(xué)、討論式教學(xué)、多媒體示范教學(xué)等），注重培養(yǎng)學(xué)生在獨(dú)立操作實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力。3報(bào)告批改學(xué)生必須完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，報(bào)告必須達(dá)到以下基本要求：1.按時(shí)按量完成，不缺交，不抄襲。2.書寫規(guī)范、清晰。3.報(bào)告結(jié)構(gòu)合理、完整。教師批改和講評(píng)報(bào)告要求如下：1.學(xué)生的報(bào)告要按時(shí)全部批改，并及時(shí)進(jìn)行反饋。2.教師批改和講評(píng)要認(rèn)真、細(xì)致，按百分制評(píng)定成績并簽字。3.學(xué)生報(bào)告的平均成績應(yīng)作為本課程總評(píng)成績中的重要組成部分。4答疑為了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，幫助學(xué)生更好地理解和消化所學(xué)知識(shí)、改進(jìn)學(xué)習(xí)方法和思維方式，培養(yǎng)其獨(dú)立思考問題的能力，答疑方式、時(shí)間、地點(diǎn)要跟學(xué)生商量共同確定，靈活安排。5成績考核本課程考核的方式為平時(shí)表現(xiàn)、自主或仿真實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的平均成績等。有下列情況之一者，總評(píng)成績?yōu)椴患案瘢?.缺交報(bào)告次數(shù)達(dá)1/3以上者。2.缺課次數(shù)達(dá)本學(xué)期總授課學(xué)時(shí)的1/3以上者。五、課程考核（一）課程考核包括平時(shí)表現(xiàn)、自主或仿真實(shí)驗(yàn)成績、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的平均成績等。（二）本學(xué)期物理實(shí)驗(yàn)課程成績=平時(shí)表現(xiàn)及自主或仿真實(shí)驗(yàn)×30%+實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的平均成績×70%。具體內(nèi)容和比例如表所示?？己谁h(huán)節(jié)成績比例考核內(nèi)容與評(píng)價(jià)細(xì)則支撐目標(biāo)目標(biāo)1平時(shí)表現(xiàn)及自主或仿真實(shí)驗(yàn)30%1、課堂不定期點(diǎn)名，考核能否按時(shí)到勤，對(duì)于曠課、遲到和早退者適當(dāng)扣分，根據(jù)平時(shí)課堂參與互動(dòng)等情況確定平時(shí)表現(xiàn)分?jǐn)?shù)。2、教師根據(jù)開展實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目情況要求學(xué)生完成對(duì)應(yīng)的仿真實(shí)驗(yàn)或自主實(shí)驗(yàn)，根據(jù)學(xué)生參與和完成自主或仿真實(shí)驗(yàn)情況確定該項(xiàng)成績。30%實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目70%每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目課前要求學(xué)生做好預(yù)習(xí)工作，寫好預(yù)習(xí)報(bào)告：完成實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)步驟四個(gè)部分的書寫和預(yù)習(xí)。20%課堂實(shí)驗(yàn)操作要求學(xué)生在認(rèn)真聽講后，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)操作，并能夠自行分析或在老師指導(dǎo)下、處理好實(shí)驗(yàn)過程中碰到的問題。30%書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告要結(jié)構(gòu)合理、格式規(guī)范，處理數(shù)據(jù)并總結(jié)、反思實(shí)驗(yàn)過程。20%合計(jì)100%100%備注：課程目標(biāo)達(dá)成度計(jì)算方法如下：六、有關(guān)說明（一）持續(xù)改進(jìn)本課程根據(jù)平時(shí)表現(xiàn)、自主或仿真實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的平均成績等考核情況，以及學(xué)生、教學(xué)督導(dǎo)的反饋意見，及時(shí)對(duì)教學(xué)中不足之處進(jìn)行改進(jìn)，并在下一輪課程教學(xué)中改進(jìn)提高。針對(duì)課程目標(biāo)設(shè)計(jì)出課程考核的方式、內(nèi)容和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，確保課程內(nèi)容與教學(xué)方式能有效實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)，使得考核結(jié)果能夠證明課程目標(biāo)達(dá)成。參考書目及學(xué)習(xí)資料[1]金雪塵、王剛、李恒梅等，《物理實(shí)驗(yàn)》，南京大學(xué)出版社，2017。[2]李壽松，《物理實(shí)驗(yàn)》，高等教育出版社，2014。[3]李平，《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》，高等教育出版社，2006。[4]張兆奎、繆連元、張立，《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》（第三版），高等教育出版社，2008。[5]王植恒，《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》，高等教育出版社，2008。[6]丁慎訓(xùn)、張連芳，《物理實(shí)驗(yàn)教程》（第二版