1、大学物理实验教学大纲大学物理实验教学大纲（工科类专业用）课程编号：课程英文名称：Physical experiment of college适用专业：工学部：水利类、电力类、土建类、动力机械类、医学部（五年制）各专业 信息学部：测绘类、遥感信息类、计算机类 、资源与环境类各专业开课学期：本课程进行两个学期（一下、二上）计划学时：54学时学 分：1.5考试方式：实验课考核成绩以平时成绩和期末实验技能操作考试两部分组成：平时成绩占70%（含报告和实验操作）考试占30%（含实验操作和实验结果）。开课院、教研室：物理科学与技术学院物理实验中心物理实验室(一)、（二）一、课程的性质、目的及任务大学物理实
2、验是对高等学校学生进行科学实验基本训练的一门独立的必修基础课程，是学生进入大学后接受系统实验技能训练的开端，是工科类学生进行科学实验训练的重要基础。是学生通过自身的实践，将知识转化为能力的实践性教学环节。在培养学生用实验手段去观察、发现、分析和研究问题，最终解决问题的能力方面起着重要作用。也为学生独立进行科学研究，设计实验方案、选择，使用仪器设备以及提出新的实验课题；为进一步学习后续的实验课打下良好的基础。其具体任务如下：1、培养和提高学生的科学实验素养。要求学生从事科学实验应有办事认真、严谨细致、严格要求的工作态度和理论联系实际的作风，以及主动研究的探索精神，遵守纪律、团结协作和爱护公共财产
3、的优良品德。2、学习和掌握运用实验原理、方法研究某些物理现象，进行具体测试，得出结论，加深对物理学原理的理解。3、培养和提高学生的科学实验能力包括：(1)能够阅读教材与资料，从测量目的要求、正确理解所依据的科学原理，做好实验前的准备；(2)能够借助教材和仪器说明书，正确地选用和使用常用仪器、确定合理的实验程序进行测试；(3)进行实验技能的基本训练，熟悉常用仪器的工作原理、结构性能、调整操作、观察分析和排除故障等；(4)善于运用物理学理论，观察实验中出现的现象(一般、正常、个别、反常)并对实验现象进行初步分析判断；(5)学习正确记录和处理实验数据，按要求绘制曲线、正确表达实验结果，撰写合格的实验
4、报告以及分析实验方法、测量仪器、周围环境、测量次数和操作技能对测量结果的影响；(6)能查阅实验资料，独立完成简单的设计性实验。二、本课程的前修课高等数学、普通物理学三、课程的教学基本要求1、在实验课教学中适当介绍一些物理实验发展的史料，对学生进行辩证唯物主义、世界观和方法论教育，使学生了解科学实验的重要性，明确物理实验课程的目的、地位、作用和任务。2、在整个实验教学过程中，要教育学生养成良好的实验习惯，培养学生理论联系实际和实事求是的科学作风、严肃认真的工作态度和爱护公共财产、遵循操作规程、遵守纪律的优良品德。3、实验绪论课要给学生介绍测量误差、不确定度与实验数据处理的的基本知识，要求学生在具
5、体实验中掌握和应用，培养学生具有正确分析实验误差和处理实验结果的初步能力。4、通过物理实验的系统训练，要求学生做到：(1)课前自己完成实验预习、撰写实验预习报告(要求自拟数据记录表格)，课堂独立进行实验操作，课后撰写实验报告等主要实验程序。(2)掌握常用物理实验仪器的调整和操作技术。例如：零位校准；水平、铅直平衡的调整；根据给出的电路图正确接线；光路的等高共轴调整等。(3)掌握常用的实验方法。如比较法、放大法、转换测量法、模拟法、平衡法、补偿法、干涉法等。(4)学会常用物理量的测量。例如：长度(含微小长度及其变化)、角度、质量、时间、力、压强、温度、热量、电流、电压、电动势、电阻、磁感应强度、
6、波长、折射率等。(5)熟悉常用仪器的性能和使用方法。例如：游标尺、螺旋测微计、天平、秒表、温度计(含热电偶)、直流电压表、电流表、电挢、捡流计、电位差计、滑动变阻器、电阻箱、通用示波器、低频信号源、读数显微镜及尺读望远镜、分光计和常用光源(钠光灯、汞光灯和激光器)等。5 通过学生完成一定量的设计性实验和综合实验（包括近代物理实验），使学生在实验方法的思考、测量仪器的选择和搭配、测量条件的确定等方面受到初步的训练。四、课程的主要内容和具体要求本课程分绪论、基础实验（60%）、综合与近代物理实验（25%），设计性实验四个部分（15%）。在进行具体教学安排时，可根据各专业情况和学时数对下列各部分内容
7、进行适当组合。绪论课绪论课运用多媒体形式教学，主要介绍测量误差和不确定度的基本概念、有效数字、实验结果的不确定度估算、常用的数据处理方法，以及实验的基本程序和要求等。教师在第一次实验课时，分班讲解实验数据预处理知识和第一章习题。第一部分 基础实验实验1重力加速度测量用自由落体测重力加速度用单摆测重力加速度实验2光杠杆法测钢丝的杨氏模量实验3用扭摆法测刚体的转动惯量实验4液体粘滞系数的测定实验5用拉脱法测液体的表面张力系数实验6不良导体导热系数的测定实验7声速测量实验8伏安法测晶体管特性实验9直流电桥及应用实验10示波器的原理及应用实验11静电场的模拟实验12交流电桥实验13交流电路的谐振实验1
8、4电磁感应法测交变磁场实验15霍尔效应实验16薄透镜焦距的测定实验17分光计的调节和使用实验18等厚干涉的应用实验19衍射光栅实验20 偏振光的分析第二部分 综合与近代物理实验实验21用动态法测金属的杨氏模量实验22超声测厚实验23 用非线性电路研究混沌现象实验24非平衡直流电桥及应用实验25 RLC电路的稳态特性 实验26 RLC电路的暂态特性实验27 方波电信号的付里叶分析实验28迈克尔逊干涉仪实验29超声光栅实验30全息照相实验31光电效应 实验32夫兰克赫兹实验实验33密立根油滴实验实验34氢原子光谱第三部分 设计性实验实验35 易溶于水的颗粒状物质的密度测定实验36 测量小灯泡的伏安
9、特性曲线实验37 测量给定电阻丝的电阻实验38 用电位差计测电阻实验39 用电位差计测干电池的电动势和内阻实验40 电表的改装与校正实验41测量金属电阻的温度系数实验42小功率稳压电源的设计与制作实验43 测量PN结温度传感器的温度特性实验44 数字温度计的设计与制作实验45 用示波器测量铁磁材料的磁滞回线实验46 利用霍尔器件测地磁场水平分量实验47光学材料折射率的综合测量实验48内调焦望远镜的组装及放大倍率的测定实验49 利用莫尔条纹测微小长度实验50 全息光栅的制作实验51用激光散斑照相法测钠光波长实验52 光纤特性参数测量实验53 光纤温度传感器研究实验54计算机在物理实验中的应用 激
10、光多普勒频移测量五、教学实施环节及主要内容强调实验的方法是科学研究的非常重要的手段，例如物理实验中常用的比较法、放大法、转换测量法、模拟法、补偿法和干涉法等。使学生认识到实验课的重要性和必要性。课堂宜采用提问、讲演，以学生独立动手操作为主的教学方式进行，教师作辅助性指导。在教学过程中还应有意识地进行辩证唯物主义和科学方法论方面的教育，适当地介绍一些物理实验史料。具体做法是严格把好三关：把好预习关。课前通知学生作好要做的实验的预习准备，提出预习要求，教师在学生进入实验室时应检查学生的预习报告，抽样对个别同学询问一些实验原理、使用的仪器、操作步骤、测量的内容等问题、检查学生的预习程度和效果。认真指
11、导实验。操作前教师首先讲授本次实验的基本原理(理论和公式)，实验中的操作要领和基本要求，提出注意事项。整个实验过程，是学生最活跃，也是最重要的阶段，教师要紧紧抓住这个时机进行临场指导。用启发诱导的方式，培养学生独立思考、独立观察、独立操作、分析、解决问题的能力；检查学生的操作与测读是否正确，引导学生观察实验现象联系理论，作出理性的分析，并要求学生能排除一般性故障，教师不要包办代替，要求学生严谨从事、一丝不苟，教育学生应爱护仪器设备，遵守实验室规则，通过实验，培养学生态度严谨、工作细心、实事求是、勇于探索，勤于思考的科学实验风格，教师对学生提出的问题应给以耐心解答。在实验中，学生的测量数据要经教
12、师签名认可，并作好设备的清理工作，方能离开实验室。把好批阅实验报告关。首先检查实验报告是否附有原始数据(经教师签名的预习报告)，认真批阅实验结果的精确性和数据的处理分析与讨论，实验报告要求规范化，字迹要求工整清洁，一律用实验报告纸填写。检查学生正确处理实验数据的能力(如有效数字的运用和运算、误差分析、结果的正确表述、曲线的绘制、回答指定的思考题或指导教师的提问)予以综合评分，无原始数据的实验报告以不合格论处。除了按正常安排实验课外还积极创造条件扩大开放实验项目。这样能使学生利用课余时间来实验室进行预习和准备。以提高学生对物理实验的兴趣，并能熟悉设备和仪器，以及周围的环境。进一步开设设计性实验。
13、根据本室的设备条件和师资力量，可开设设计性实验项目。首先由教师提出题目和要求，随后由学生自行设计(包括原理的提出、仪器的选择、电路或光路的设计、操作手段等)完成实验课题。教师只作辅助性的指导。设计实验项目，对培养学生独立思考、动手能力、自行处理问题的能力，是大有好处的，对造就主动地探求精神是极为有益的。部分实验题目要求学生利用微机进行现场处理数据，初步锻炼使用微机的能力。六、参考学时分配绪论课（3学时）、基础实验（30学时）、综合与近代物理（12学时）、设计性实验（9学时）七、教材和参考书周殿清主编 大学物理实验教程 武汉大学出版社，2005年1月潘守清主编 大学物理实验 大连海事大学出版社，1998年2月马清茂主编 物理实验教程武汉测绘科技大学出版社，1999年1月沈元华、陆申龙主编 基础物理实验高等教育出版社，2003年3月。武汉大学物理科学与技术学院物理实验中心2005.2修订5 / 5
