物理实验与自主创新训练教学大纲

1、物理实验与自主创新训练教学大纲课程名称： 物理实验与自主创新训练英文名称： Elective Course of Physical Experiment and Training of Innovation 总 学 时：30 学时（其中绪论课：3 学时，实验课：24 学时，总结课（或考试）3 学时）学 分：2 学分课程类型：校管选修课课程代号：适用对象：大学一年级、二年级各专业学生先修课程：无开课单位和教师：河北工业大学理学院物理实验中心全体教师及部分物理教研室教师教学地点：物理实验中心实验室绪论课在实验室或学校多媒体教室，实验课在物理实验中心实验室；丁字沽校区在7A1-2 层、4-26，北辰

2、新校区在物理实验中心1-4 层开设时间：春季、秋季学期周六、周日、晚上、学生必修课时间之外的空余时间参考教材：近代物理综合应用与设计张志东.魏怀鹏.展永.物理实验中心教师.天津大学出版社，2005.9近代物理开发研究与创新张志东.魏怀鹏.展永. 物理实验中心教师.天津大学出版社，2007.3教学目的：为进一步更好的贯彻执行教育部、教育厅、河北工业大学的教育教学改革、创新的指示精神，落实关于建设研究教学型、创新型大学的教育方针，建设高水平实验教学示范中心,进一步提高实验教学质量，培养“基础知识扎实、动手能力强，有创新精神”高素质人才，就是本课程的教学主要目的。按照河北工业大学办学理念，物理实验中

3、心大胆改革、自主创新，制定的层次化、模块化实验教学新体系，我们把大学物理实验分为4 个层次：即“基础性实验、提高性实验，综合性实验、研究性和创新性实验”，并将“设计性、开放性”贯穿于上述4 个层次始终。“大学物理实验选修”课程，是大学生入学后，经过将近一年的学习，在修完一学期“大学物理A”和“大学物理实验A”必修课程后，开设的一门注重提高性、应用性、综合性、研究性的实践课程。课程的内容，多数属于第3、第4 层次的教学内容，通过该课程的学习，一方面开拓学生的视野，帮助学生进一步提高自己的实验素质能力，一方面给学生提供了某种发挥创造性的机会。我们在实验教学中，不断更新教学内容，不断完善教学方法、教

4、学手段，大力进行模块化教学，逐步实现全开放实验教学；不断加大自主性、创新型实验的教学力度，努力把设计性、开放性贯穿课程的始终，大力鼓励学生开展自主实验、创新实验活动。其目的就是进一步提高学生的动手又动脑的实践能力，培养和提高学生的自主学习能力、科学研究能力、自主创新能力，培养高素质的具有创新精神的高科技人才。课程主要内容：一.绪论课（3 学时）主要介绍本选修课程的实验教学题目及主要内容；讲解设计性实验、研究性实验方法与步骤；自主实验与创新实验方法与步骤；设计性、研究性、自主性、创新性实验报告撰写方法；介绍河北工业大学及物理实验中心，有关进行选修实验实践教学的规章制度、注意事项等。结合建设创新型

5、国家，培养创新人才的教育思想，鼓励学生在完成本课程大纲要求内容的基础上，积极进行自主实验、创新实验活动，为学生提供一个开拓使视野，培养锻炼自主实验、创新实验能力的实验平台，进一步提高教学质量，培养学生的自主创新能力。二.具体实验项目（及仪器设备台套数）（24 学时）每学期安排下列实验项目22 个中的1015 个实验，向学生开设，不断更新和轮换，学生选修其中8 个实验。另外，3 台一下的实验项目以及打*号的实验项目30 个，属于自主实验或创新实验课题，不包括在该课程必需安排和选修的实验题目内。（一）光学系列实验模块1.光强分布（光的干涉衍射现象观察测量与研究）（8 台）2.光学平台1：自行设计组

6、装显微镜、幻灯机、望远镜，测量放大率等（4 台）3.光学平台2：测量空气中的折射率（4 台）4.双棱镜实验（32 台）*5.超声光栅应用设计实验（自主实验）*6.自行设计光学自主实验、创新实验（利用光学平台可以做：用自准法、位移法测焦距，测节点位置及透镜组焦距，牛顿环装置及读数显微镜的应用，三角距离测量，非涅尔双缝棱镜干涉，洛埃镜干涉，弗朗和费单缝、圆孔衍射，费涅尔单缝、圆孔、直边衍射，偏振光分析，光栅单色仪及其应用，阿贝成像原理和空间滤波，调制和颜色合成，激光器特性及其应用，等实验）（二）传感器系列实验模块7.压力传感器特性测量及其应用研究（16 台）8.温度传感器特性测量及其应用研究（8

7、台）9.声学换能器特性测量及其应用研究（声速测量）（16 台）10.光电传感器特性测量及其应用研究（8 台）11.电磁传感器特性测量及其应用研究（霍尔集成电路应用实验）（8 台）*12.超声传感器特性及应用设计（自主实验）*13.红外传感器特性及应用设计（自主实验）*14.硅光电池特性及应用设计（自主实验）*15.自行设计传感器自主实验、创新实验（三）电学实验模块16.控制电路实验及其应用设计（8 台）17.交流谐振（16 台）18.交流电桥（16 台）*19.电压平衡原理（补偿法）应用设计（十一线电位差计原理应用与设计）（16 台）*20.自行设计电学自主实验、创新实验（四）热学、力学实验模

8、块21.气体比热容比实验（16 台）22.落球法测黏滞系数（16 台）23.拉脱法测表面张力实验与探索（16 台）24.机械（弦）振动实验与探索（16 台）25.气垫导轨实验（能量、动量守恒实验）（16 台）*26.动态悬丝法测定金属材料杨氏模量（自主实验）（2 台）*27.固体线膨胀系数的测定设计（自主实验）*28.微小长度测量方法应用设计实验（自主实验）*29.自行设计热学、力学自主实验、创新实验（五）近代物理实验模块30.夫兰克-赫兹实验与探索（8 台）*31.棱镜摄谱仪实验（自主实验）（3 台）32.密立根油滴实验与研究（8 台）33.微波布拉格衍射实验及其应用探索（8 台）*34.液

9、晶电光效应实验与研究（自主实验）（2 台）*35.核磁共振技术实验（自主实验）（2 台）*36.高Tc 超导体电阻-温度特性测量与研究（自主实验）（2 台）*37.超导材料磁悬浮力的测量（自主实验）（2 台）*38.超导磁悬浮技术应用设计-超导磁浮列车装置模型设计（自主设计实验）*39.磁悬浮技术实验及应用设计（自主实验）*40.半导体PN 结物理特性及弱电流测量（自主实验）（2 台）*41.居里点温度的测定（自主实验）（2 台）*42.光纤传输通信技术实验（自主实验）（2 台）43.全息技术实验与探索研究（全息照相等）（8 台）*44.全息光栅设计制作（自主实验）*45.像全息图与一步彩虹全

10、息图的拍摄（自主实验）*46.自行设计近代物理自主实验、创新实验（六）计算机物理应用实验模块47.计算机模拟仿真实验（16 台）*48.计算机数据采集与数据处理实验与研究（自主实验）（8 台）*49.计算机简单故障检测与维修（自主实验）（8 台）*50.电学量、热学量计算机数据处理研究与设计实验（自主实验）*51.力学量瞬时数据计算机检测与处理装置设计与研究（自主、创新实验）（1 台）*52.自行开发设计计算机物理应用实验（自主、创新实验）三.课程总结（或考查、考试）考查、考试方式：根据实际情况选择以下一种方式。1、要求在修完课程要求的实验内容后，写一篇“总结”、“实验心得体会”、或“实验课题

11、小论文”等。2、参加在物理实验中心组织的理论或实验的考试或考查。3、为培养和提高学生自主实验能力、创新能力，河北工业大学理学院物理实验中心，热烈欢迎并大力鼓励同学们积极参加“自主实验”、“创新实验”，提高和培养自己的自学能力、科学研究能力、创新能力。参加“自主学习与创新训练”的同学，写出实验报告、小课题论文、用相应的PPT 通过答辩，经评比可获得里学员颁发的1、2、3 等奖，以资鼓励。本课程学生成绩：五记分制（A、B、C、D、E）或百分制。特别说明及注意事项1.特别说明：上述实验题目中，标注有仪器设备的实验项目，为物理实验中心能开设的实验内容和题目。另外，3 台一下的实验项目以及打*号的实验项

12、目，属于自主实验或创新实验课题，不包括在该课程必需安排和选修的实验题目内。打*号的没有标注仪器的实验题目，是引导学生开拓视野，提示可利用现有实验仪器设备，自行设计进行自主实验或创新实验的实验课题。2.特别说明：物理实验中心根据层次化、模块化实验教学体系，坚持实验内容和题目不断更新和提高的原则，在上述不同的实验层次、实验模块中，选择实验题目，在不同的学期，选择1015 个不同内容的实验，向学生（滚动）开设，部分实验内容开放选择。3.特别注意：该选修课程采用学生“自愿报名”方式，手写填表选修和网上选修相结合。手选必需由学生本人自愿选修，亲自签字。退选课程按教务处规定办理退选手续。选修确认之后，出现

13、缺勤、旷课、旷考等现象，按教务处教学管理规章制度办理。4.特别注意：为了进一步提高实践教学质量，进一步完善和加强实验室管理和实验教学秩序管理，根据河北工业大学（和物理实验中心）“实验室与设备管理规章制度”、“教学管理规章制度”，要求选修该课程的同学，认真遵守学校的有关规章制度，每次上课时进入实验室，按学号顺序和仪器序号，对号入座。首先必须在“实验仪器使用实时记录”和“成绩册”上亲自签到登记，教师签名。学生和教师在实验课上未签名的，不予登录成绩，不予计算考勤。实验结束后，学生请任课教师检查实验数据，并由任课教师签字。下次上课前，由课代表负责，把上次实验的实验报告交给任课老师。每次实验课成绩由“预习、操作（分步骤打分）、报告”三部分构成，最后合成总成绩。5.特别注意：教师和同学都要严格遵守学校的各项教学与实验设备管理、使用、损坏和赔偿等项规章制度。严格避免和杜绝教师和学生迟到、早退、旷课等现象发生。为建设和保持良好的实验教学环境，每班组选一名课代表。由班长（或学委、课代