大学物理实验教学大纲.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流大学物理实验教学大纲.精品文档.大学物理实验教学大纲课程名称（中文）：大学物理实验 课程名称（英文）：Physical Experimentation课程编码：2090261 2090262 开课学期：一年级第二学期二年级第一学期学时学分：48学时-1.5学分 课程性质：学科基础课适用专业：07级AB类理工科本科各专业 先修课程：大学物理、高等数学所在实验室名称：物理实验中心一、 实验课程简介大学物理实验是对高等学校理工科学生进行科学实验基本训练的一门独立的必修基础课程，是学生进入大学后受到系统实验方法和实验技能训练的开端，是对理工科专业学生

2、进行科学实验训练的重要基础。大学物理实验教学是培养实践技能的基础课，和物理理论教学具有同等重要的地位。它们既有深刻的内在联系和配合，又有各自的任务和作用。本课程的主要任务是：学习掌握科学研究的基本方法，培养学生的创新意识，提高学生的创新能力。二、 实验目的与要求大学物理实验作为一门独立设课的基础课程，其目的是对学生进行比较系统的科学实验训练，培养学生良好的科学素质，不仅包括一般的实验技能、操作技能，也包括在实验过程中发现问题和解决问题的能力、综合分析的能力、创造性思维的能力、总结表达的能力，还包括严谨的科学态度、主动研究的探索精神、实事求是的科学作风，以及遵守纪律、爱护公共财产的优良品德。三、

3、 主要仪器设备与实验材料配置各种电学仪表、双踪示波器、信号发生器、静电场描绘仪、三线摆、杨氏模量仪、各种天平、计时测距量具、超声声速仪、气垫导轨、GPS定位仪、读数显微镜、迈克尔逊干涉仪、分光计、光具座、多功能光栅光谱仪、光电效应仪、光学平台以及附件、各类光源、其它光学元件配件等。四、 实验方式与基本要求1、 本课程以实验为主，为单独设课。开课后，任课教师需向学生讲清课程的性质、任务、要求课程安排和进度、实验考核办法、实验守则及实验室安全制度等。2、 整个实验教学体系分基础、提高、设计创新三个层次进行，重基础，更重创新，层次间环环相扣，层层推进；每个实验又分三步进行，预习并写出预习报告、实验操

4、作、撰写实验报告。3、 实验的基本要求本课程共安排绪论课3学时，必做基础性实验6个，提高性实验7个（14选7），设计创新性实验1个（12选1）。具体安排及要求如下：（1）绪论课说明物理实验的一般进程及各环节的要求。介绍误差及数据处理基础知识，内容包括测量误差基本概念和处理方法、有效数字。学习处理实验数据的一些重要方法，例如列表法、作图法等。（2）基础层实验要求在基础层实验中，安排以验证性实验为主。验证性实验成熟规范，它能使学生在较短的时间内，迅速掌握大量知识，使学生打下扎实的基础实验知识与技能，为今后的创新和创业工作做好结实的准备。教师在课堂中起主导作用，规范学生的实验过程，培养良好的科学实验

5、习惯。此阶段主要是让学生学会基本实验仪器、工具的规范使用；学习数据处理方法逐差法、作图法；学会对结果的正确表示和评价；学会正确撰写实验报告。（3）提高层实验要求提高层实验是基础层实验的螺旋式前进，安排以综合性实验为主，是学生进行设计性实验的过渡。根据实验项目指定的要求，写出实验原理、实验条件、实施方案，并根据实验仪器说明正确使用仪器，课堂上教师只是起辅导作用，以此发挥学生的学习主动性。学生通过独立实验，学会实验报告的自行设计, 掌握对陌生仪器的调试方法，学会实验故障排除，以及对实验的定量分析，以此得到整体素质的提高。（4）设计、创新层实验要求设计性实验是一种带有综合应用性质或一定设计性任务的由

6、学生自行完成的教学实验。其项目内容经过精心挑选，具有科学性、综合性、典型性、探索性和可行性。学生根据实验提出的任务和要求，由自己选择实验方法和仪器进行实验，并写出比较完整的实验报告或科技小论文。在设计过程中，让学生学会如何查资料，如何运用工具，如何对实验进行改进和创新，在实验中体会理论与实践的关系，体会科学和科学精神。创新性实验是设计性实验思维的进一步深入，是充分重视学生个性发展的一个重要的教学环节。在实验中，充分体会先进的思维、观念对实践创新的重要性。五、 实验报告要求实验报告是实验工作的全面总结，书写实验报告是培养科学表达能力的主要环节。要求学生实验前认真预习实验内容，撰写实验预习报告，认

7、真科学记录实验数据，将原始记录数据重新列在正式实验报告本上，并对数据进行整理计算。实验报告要求文字工整、语句简练、层次清楚、图表规范、结论确切、分析中肯。一份完整的实验报告应包括以下内容：1、实验题目、实验者姓名、组别、学号、实验日期。2、实验目的要求。3、实验仪器，包括型号、编号、参数等。4、实验原理及实验步骤。用自己的语言简要叙述，不要照抄教材。画出必要的电路、光路图。5、实验数据及处理。数据及其处理应尽可能用列表法表达，作图可用计算机打印或坐标纸，用坐标纸画线须用直尺或曲线板，待测物理量的结果须给出完整的量化表达式，观察现象或验证定律时，要给以确切的结论。6、误差分析及结果讨论。误差分析

8、可定性和定量进行，一般在提高层实验阶段要求学生进行误差定量分析。结果讨论的内容很多，如对实验中观察到现象的解释、改进实验的建议、实验后的体会、教师指定回答的思考题等。讨论时应做到有感而发，言之中肯，切忌面面俱到，浮华无实。六、 实验考核与成绩评定本课程采用层次教学模式，考核方法如下：（1）基础性实验考核，实验报告 70% ，平时实验规范过程 30%。（2）提高性实验考核，实验报告 70% ，平时实验规范过程 30%。（3）设计、创新性实验考核，实验操作、设计思想、创新内容、实验报告 100%。运行时，上一层次成绩不合格则不能进入下一层次，每个层次结束成绩给予公布；以基础层20%+提高层20%+

9、设计层60%作为大学物理实验考评成绩并上报教务处。为突出教学成果，本中心将评出实验创新奖，推出内部期刊物理实验通讯一期，实验的实物成果作为特色展示，论文推荐到各刊物发表。实验成绩分：优、良、中、及格、不及格五级。量化标准如下表：优良中及格不及格100959085807570656040205+55-4+44-3+33-21七、 实验指导书与主要参考书1、 教材：大学物理实验 竺江峰、芦立娟、鲁晓东主编 中国科学技术出版社 20072、 参考书：（1）马文蔚 主编物理学原理在工程中的应用高等教育出版社 2001 （2）成正维 主编大学物理实验 高等教育出版社 2002（3）吴泳华等 主编 大学物

10、理实验 高等教育出版社 2001八、 实验项目设置与内容 1、项目的设置项目安排遵循学生的认知规律。在基础层中安排一次绪论课和6个必做的实验项目,绪论课(3学时)以讲授、演示形式进行。提高层实验是基础层的深入，安排7个选做（14选7）实验项目。而在设计创新性层次中安排1个设计性实验项目由学生采用网上选课形式在若干个设计性实验项目中选取并开放实验室配合运行。2、项目的更新实验项目将根据教学需要或增或减，项目的层次、类型也会根据实验要求作出调整。1、 基础层实验序号实验项目名称内容提要实验时数每组人数实验类型实验类别必做选做1绪论了解物理实验课的作用、目的和要求；掌握误差理论和数据处理的基本方法以

11、及实验报告书写方法。31演示基础必做2固体密度的测定掌握测定规则物体体密度的一种方法；掌握游标卡尺、螺旋测微器和物理天平使用方法；学习各种随机误差的计算方法和不确定度，正确地表示测量结果。31验证基础必做3用拉伸法测金属丝的杨氏模量学会用伸长法测量金属丝的杨氏模量；掌握用光杠杆法测量微小长度变化的原理和方法；学会用逐差法处理数据。31验证基础必做4示波器的使用了解示波器的基本结构、调节和使用；观测信号发生器的信号。31验证基础必做5用模拟法测绘静电场了解用电流场模拟静电场的原理和方法；学习用模拟法测绘静电场的等势面和电力线。31验证基础必做6分光计的调整与三棱镜顶角的测定了解分光计的结构；学会

12、调整和使用分光计；学会仪器的调整方法。进行三棱镜顶角的测定。31验证基础必做7等厚干涉牛顿环观察牛顿环干涉现象；用牛顿环测凸透镜曲率半径。31验证基础必做2、 提高层实验序号实验项目名称内容提要实验时数每组人数实验类型实验类别必做选做1测定气体热导率学会用热线法测定气体热导率的操作方法；掌握正确使用数显式电子真空计及应用“外推法”进行实验数据处理。31综合基础必做2气体比热容比Cp/Cv的测定测定空气分子的定压比热容和定容比热容。31综合基础选做3超声声速测量学会用驻波法、相位比较法和量超声波在空气中的传播速度；综合运用示波器观察波形；31综合基础必做4GPS水下超声定位实验了解声纳原理，用时

13、差法测声速和距离，并进行目标定位实验。31综合基础选做5用三线摆法测定物体的转动惯量掌握测定物体转动惯量的一种方法；学习用累积放大法测量物体运动的周期。31综合基础必做6用动态悬挂法测定杨氏模量了解换能原理，学会用动态悬挂法测定金属材料的杨氏模量。31综合基础选做7用惠斯通电桥测量电阻掌握用惠斯通电桥平衡原理测量电阻，并且分析影响电桥灵敏度的因素。31综合基础必做8非平衡电桥的研究学会非平衡电桥的使用,测量铜电阻的温度特性。31综合基础选做序号实验项目名称内容提要实验时数每组人数实验类型实验类别必做选做9密立根油滴仪测油滴电荷掌握CCD图像传感器的原理与应用，综合运用力学、电学知识，测量基本电

14、荷电量的方法并分析实验误差。31综合基础必做10非平衡电桥的研究学会非平衡电桥的使用,测量热敏电阻的温度特性。31综合基础选做11迈克尔逊干涉仪使用学习迈克尔逊干涉仪的原理和调节方法；观察等倾干涉条纹及其特点；用迈克尔逊干涉仪测量光波波长。31综合基础必做12用光栅光谱仪测光谱的波长学会光谱仪的使用;测定光源的光谱，并且说明光谱的特点。31综合基础选做13光电效应测定普朗克常数综合运用光学、电学等知识，深入理解用宏观现象测量微观物理量的独特思路。31综合基础必做14全息照相了解全息照相的原理，掌握全息照相拍摄和再现技术。31综合基础选做3、 设计、创新层实验序号实验项目名称内容提要实验时数每组

15、人数实验类型实验类别必做选做1固体热导率测定的研究设计用稳态法测定不良导体的导热系数及如何减少系统误差；学习运用热电偶进行温度的测量。 61-2设计基础选做2霍尔效应及其应用设计用霍耳效应测量磁场； 自查资料说明霍耳效应的各种应用。61-2设计基础选做3光源光谱的研究设计用分光计观测光源的光谱，并说明描绘其光谱的分布特征。61-2设计基础选做4电学综合设计实验自己设计组装电路，说明电路的功能并分析性能。61-2设计基础选做5用示波器法显示稳压二极管的伏安特性曲线设计电路，使能在示波器上同时地显示二极管的正反向伏安特性61-2设计基础选做6用迈克尔逊干涉仪测量白光光源的相干长度设计一个用迈克尔逊

16、干涉仪测量白光光源相干长度的实验；61-2设计基础选做7等厚干涉的研究以及应用利用等厚干涉原理设计测量物理量（折射率、，微小长度、光波长）的应用实验。61-2设计基础选做8变温效应测半导体电导率的研究设计利用液氮制冷、电炉丝加热，研究半导体的载流子浓度、电导率以及电阻率与温度的关系及减低误差的方法。61-2设计基础选做9脉冲核磁共振的应用设计用示波器观察自由衰减信号；自旋回波法测量横向弛豫时间；反转回复法测量纵向弛豫时间及应用。61-2设计基础选做10海水传导性测量的研究设计确定各种海水样品的传导性,确定不同水平或垂直区域的不同矿物质盐的浓度。61-2设计基础选做11光纤光栅传感器的应用与研究

17、利用光纤光栅的基本特性及光纤光栅传感原理，设计对研究物体的一些指标（如温度、应力、振动、应变等）进行监控的应用。61-2设计基础选做12设计、创新实验自己选择项目，设计方案，并写出科技小论文或做出实物。61-2设计基础选做九、说明（一）基础层实验不合格的学生可以用书面提出申请，经实验室主任同意后，可以在提高层参加跟读学习，但每份实验报告成绩必须达到3分以上。（二）实验项目每二个学年增添1个，教学中积极应用现代教学方法和手段，提高教学质量。（三）采取灵活多样的手段，激发学生的学习积极性，进一步改革现有考核方式。（四）积极开放实验室，给学生进行预习和复习实验。（五）在提高层实验教学前，安排一次先导课。 执笔人：竺江峰 审核人：楼然苗2007年11月18日