大学物理实验课教学大纲

物理学在人的科学素质培养中具有重要的地位，实验为物理学的基础，它反映了理工科实验的共性和普遍性问题,在人才科学素质培养中起着不可替代的重要作用.20世纪中叶以来，以计算机信息科学技术、生命科学、空间科学、材料科学等为代表的新的科学技术革命，极大地加速了科学技术的发展和各学科之间的相互交叉和渗透，新的综合化趋势已成为科学发展的主流。因此，物理实验课程体系，教学内容和教学方法、手段必须由封闭型向开放型转变。大学物理实验作为大学生在进校后的第一门科学实验课程，不仅应让学生受到严格的、系统的实验技能训练，掌握科学实验的基本知识、方法和技巧，更主要的是要培养学生严谨的科学思维能力和创新精神，培养学生理论联系实际、分析和解决实际问题的能力，特别是与科学技术的发展相适应的综合能力，适应时代的发展，科技进步的创新能力。

一．           大学物理实验课程体系、内容和教学模式

1.        素质教育为目标，建立物理实验课程新体系：

打破了传统的力、热、电、光、近代物理实验教学的封闭体系。建立以基本实验、综合性实验、设计性实验、研究性实验等组成的新的实验课程体系，形成从低到高、从基础到前沿、从接授知识到培养综合能力，逐级提高的四级基础物理实验课程新体系。每一级物理实验大致用一个学期的时间完成，不同的级标志着不同实验技能和科学思维水平。使学生从较高起点进入大学物理实验，一个台阶、一个台阶地走向科学的高峰。

2.        注重物理实验的时代性与先进性，改革实验教学内容：

物理实验必须与现代科学技术接轨，才能激发学生的学习积极性与热情，也才能使现代科技进步的成果渗透到传统的经典课程内容之中，例如将计算机技术、光纤技术、磁共振技术、核物理技术、X射线技术、电子显微技术、光谱技术、真空技术、传感器技术等现代技术及科研成果融用于学生物理实验之中。

3.        营造培养创新人才的多元化教学模式和环境）

u  大学物理仿真实验和教学模式

a)         大学物理仿真实验及其教学模式的目标和特点：

大学物理仿真实验把实验设备、教学内容（包括理论教学）、教师指导和学习者的思考、操作有机融合为一体，形成一部可操作的活的教科书，为物理实验改革提供了有力工具，同时克服了实验教学长期受到课堂、课时限制的困扰，使实验教学内容在时间和空间上得到延伸；

b)        实现理论教学与实验教学的结合：

将实验的原理、思想、方法和应用与仿真软件的虚拟实验仪器、实验环境相结合，将理论教学与实验教学有机的融为一体。学生可以在学习物理概念、思想、方法的基础上，有目的的去设计实验，完成实验；又能通过实验深化对物理概念、思想的理解。利用仿真实验，在同一个界面上实现理论与实验的互动学习，培养学生的创新思维和能力。

c)   实现与真实实验相结合的二段、三段式等的教学模式：

对一些难度高、复杂的实验，学生在通常的课时内对实验设备原理、使用方法、实验的设计原理、实验方法难以消化，对实验中所遇到的现象也很难通过短时间分析建立起认识，因此复杂的实验不能容许学生自行设计实验参数，反复调整后，观察实验现象，分析实验结果。我们采用仿真实验与实际实验相结合的二段教学模式，解决上述问题，激发了学生的学习主动性和积极性，提高实验教学的质量和水平。

u  利用现代教育技术开设“大学物理实验远程教学”

通过开设远程网上物理实验教学，学生利用校园网或Internet网对实验教学内容进行课前预习和课后复习，使教学内容在时间和空间上得到延伸，学生能够充分的学习和掌握实验教学内容。开设网上虚拟物理实验，学生可以根据自己的时间，在任何地点自主的进行学习，开拓学生的眼界，满足不同层次学生的学习需求和给学生提供了自学物理实验的环境，培养学生对实验的自学能力。

u  开设开放服务实验室

在每一级物理实验中，开设开放服务实验室，它不仅时间上对学生开放，而且在内容上也开放，是一种个性教学模式，满足学生求知、探索和创新的欲望，侧重创新精神与能力培养，在开放服务实验室中，学生可利用实验室提供的设备，自己设立题目，教师只是指导和审核学生提出的实验方案与题目，允许失败，最后以小论文的形式在Seminar课中上台发表，讨论和总结成功和失败的原因，自己的创新点。

二．           大学物理实验教材及与教材配套的教学软件：

1)大学物理实验 第一册  吴泳华、霍剑青 熊永红 主编  高等教育出版社 2001．6．

2)大学物理实验 第二册  谢行恕、康士秀、霍剑青 主编 高等教育出版社 2001．6．

3)大学物理实验 第三册  李志超、轩植华、霍剑青 主编 高等教育出版社 2001．12．

4)大学物理实验 第四册  霍剑青、吴泳华、刘鸿图  主编 高等教育出版社 2002．1

5)“大学物理仿真实验 for Windows”(一)王晓蒲、霍剑青主编 高等教育出版社 1998.6.

6)“大学物理仿真实验 for Windows”（二）王晓蒲、霍剑青主编 高等教育出版社 1998.12.

7)“大学物理虚拟实验远程教学系统”  王晓蒲、霍剑青主编 高等教育出版社 20## .12.

三．           物理实验的教学目标和实验题目：

一级物理实验（基础物理实验）：

主要为基本物理量的测量、基本实验仪器的使用、基本实验技能的训练和基本测量方法与误差分析等，涉及到力、热、电、光、近代和物理各个学科，是大学物理实验的入门实验，也是适合于各专业的普及性实验。

实验题目如下：

二级物理实验（综合性、设计性实验）：

以综合性、设计性为主的实验，应用综合实验方法和技能系统研究力、热、电、光学物理量的测量，并且逐步引进综合现代物理实验和方法,培养学生综合思维和综合应用知识和技术的能力。在实验方法上，强调设计性实验。由以前教师排好实验、准备好仪器、学生来做实验的状态，过渡到学生在教师指导下，自己设计方案来完成实验，从而培养学生的综合思维和创造能力。学生通过做设计实验，从成功与失败中受到训练，更有利学习实验的设计思想、实验方法和实验技术，尤其是提出问题、分析问题和解决的能力。

实验题目如下：

三级物理实验（现代物理实验技术）

以综合现代物理实验和现代物理技术为主的实验。学生在本级物理实验中将学习现代物理实验技术的思想,方法,技术和应用。.本级物理实验涉及广泛的实验应用技术领域，例如，计算机技术、光纤技术、X射线技术、磁共振技术、核物理技术、传感器技术、光谱技术、真空技术和低温技术等。

实验题目如下：

四级物理实验（研究型实验）：

以科学小实践为主题，组织若干个围绕基础物理实验的课题，以科研方式进行实验，培养学生的创新思维和研究、开发应用能力。学生在教师指导下，在自行调研的基础上选择课题、写出调研报告、实验方案、完成课题和写出研究论文。本级物理实验引导学生在前三级物理实验的基础上，综合应用实验的设计思想、实验方法和技术，研究系列实验及其应用。通过本级实验，学生将学习科研的思维和方法，培养他们的创新思维、理论与实际相结合的能力及团队合作精神。

实验题目如下：

开放实验

在每一级物理实验中，开设开放服务实验室，它不仅时间上对学生开放，而且在内容上也开放，这是一种个性教学模式，满足学生求知、探索和创新的欲望，侧重创新精神与能力培养，设计与开发等。在开放实验室中，学生可利用实验室提供的设备，自己设立题目，教师只是指导和审核学生提出的实验方案与题目，允许失败，最后以小论文的形式发表和研讨。

实验题目如下：

四．           组织教学的方法：

1.        满足个性化教育的需要，建立了大学物理实验网上选课系统，打破多

年来一个年级学生一张课表的作法 ，实现全方位开放的教学模式：

在实验项目和教学内容逐渐丰富的基础上，建立了大学物理实验网上选课系统和实验教学管理系统。在三级、四级物理实验中，学生根据兴趣和需要，在老师的指导下，在网上选课，打破多年来一个年级学生一张课表的作法，作到一个学生一张课表，满足个性化教育，激发了学生的主动学习的热情，提高了实验教学水平。

2.        开设物理实验课的同时，并行开设“物理实验技术系列讲座”，提高物理实验课的层次和水平：

在每级物理实验课开设的同时，对学生开设物理实验技术系列讲座，讲述各领域的背景、思想、方法、技术和应用，使学生深入理解物理实验的思想、方法和应用。激发他们的学习热情和积极性，提高实验的层次和水平。

3.        实验报告和考核方法：

实验报告的要求和考核方法体现了教学目标，也是对学生学习方法和内容的导向。改变传统的“照葫芦画瓢”实验报告模式，要求学生一个单元（4－6个实验）写一个大报告，注重总结、分析和讨论。

改变传统的笔试方法，新的考核方法要求学生以小论文的方式提交总结报告、演讲报告和参加答辩。

第二篇：大学物理实验教学大纲

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、   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%+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：

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 2007

2、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

2、提高层实验

3、设计、创新层实验

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

20##年11月18日