《物理实验上》教学大纲

1、物理实验上课程教学大纲（总学时数：27，学分数：1.5）一、课程的性质、目的和任务：（一）性质：本课程是对理工科大学生进行科学实验基本训练所独立设置的一门必修基础课程。（二）目的：本课程是学生进入大学后进行系统的实验技能的训练和实验方法的训练的开端。通过本课程的学习，学生不仅能了解到科学实验的主要过程与基本方法；还能激发学生的想象力、创造力，培养和提高学生独立开展科学研究工作的素质和能力。（三）任务：本课程主要支撑培养方案中毕业要求中的要求1、2、4和12，具体见下表：毕业要求课程支撑依据要求1. 工程知识：能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决复杂工程问题。通过实验学习和掌握力、热

2、、声、光、电基本现象产生机理。在处理复杂工程问题时能对相关物理现象定出评估方向。在处理复杂工程问题时能对相关物理现象作出评估方式和渠道。要求2. 问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题，以获得有效结论。通过基本物理实验，理解模型、框架等概念，提高学生对处理问题的主次判断能力。通过经典实验方法的学习，让学生在处理复杂问题时能分层次、分项目进行分析处理的能力。通过重点实验思路的学习和掌握，在研究分析复杂工程问题时不仅能着眼于细节，更强调具备问题的整体把控能力。要求4.研究：能够基于科学原理并采用科学方法对复杂工程问题进行研究，包括设计实验、

3、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。在实验过程中，注重培养学生的理论推导和逻辑思维能力；为研究复杂工程问题打下坚实的基础。物理实验课程与大学生物理创新训练计划相结合，将物理理论知识与实际应用相结合，初步让学生接受科学研究的相关训练。对从事科学研究提升兴趣，提高对复杂工程问题进行研究的能力。要求12.终生学习：具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。物理实验课程作为一门自然科学，其内容关乎生活的方方面面。随着科技的进步，新兴的科技产业和产品不断涌现，这些都可以寻找到相关理论支撑。所以，通过本课程的学习能提升不断学习和适应发展的兴趣与能力。二、课程基本内容和要求（一

4、）课程基本要求1通过课程的学习，学生能了解物理实验的地位、作用和任务。 2课程的学习能帮助学生形成良好的实验习惯，培养学生求实的作风。 3通过物理实验基本训练，学生能做到： （1）了解实验的基本程序，自行按程序完成实验的各项要求。 （2）了解常用仪器仪表的性能，掌握常用实验仪器的操作技术 。（3）了解物理实验的基本实验方法及测量方法。（4）通过近代物理实验、综合性实验及设计性实验的实践训练，学生能加深对物理概念的理解，掌握实验技术的综合应用，提高学生综合实验能力及设计创新能力。（二）课程基本内容1. 绪论；测量与误差；物理实验基本方法和基本技术知识要点：物理实验课的地位和作用；物理实验基本要求

5、和基本程序；不确定度概念；有效数字运算规则；实验数据处理基本方法；基本测量方法介绍；基本实验仪器介绍。重点难点：物理实验基本要求和基本程序；不确定度概念；有效数字运算规则；实验数据处理基本方法。教学方法：教师结合多媒体进行课堂讲授，通过实例，讲解一个实验的基本要求和基本程序；通过讲授和练习，学生能掌握有效数字的运算规则，掌握数据处理的基本；通过自学，学生能了解基本测量方法及常用实验仪器。2. 实验一 物体密度的测定知识及操作要点：游标卡尺、螺旋测微器、电子天平的使用方法；正确记录实验数据、掌握有效数字的运算方法；求均质圆柱体的密度；不确定度的计算，会用不确定度表示实验测量结果。重点难点：正确记

6、录实验数据、掌握有效数字的运算方法；不确定度的计算，会用不确定度表示实验测量结果。教学方法：教师结合多媒体讲授实验基本原理，仪器的使用方法及注意事项，数据处理要求等；学生自主操作，教师辅导。3. 实验二 刚体转动惯量的实验研究知识及操作要点：加深对转动惯量的理解；会用三线摆测定圆盘、圆环转动惯量；会计算实验值、理论值和相对误差，加深对数据处理、分析的理解。重点难点：用三线摆测定圆盘、圆环转动惯量；会计算实验值、理论值和相对误差。教学方法：教师结合多媒体讲授实验基本原理，仪器的使用方法及注意事项，数据处理要求等；学生自主操作，教师辅导。4. 实验三 用霍尔元件测螺线管的磁场知识及操作要点：了解产

7、生霍尔效应的机制；学会用霍尔元件测量磁场的基本方法；测量螺线管轴线上的磁场，并与理论值进行比较、分析。重点难点：测量螺线管轴线上的磁场，并与理论值进行比较、分析。教学方法：教师结合多媒体讲授实验基本原理，仪器的使用方法及注意事项，数据处理要求等；学生自主操作，教师辅导。5. 实验四 迈克尔逊干涉仪的调整和使用知识及操作要点：通过实验理解等倾干涉、等厚干涉的形成条件；了解迈克尔逊干涉仪的结构、原理及调节方法；测单色激光的波长；会用逐差法处理实验数据。重点难点：迈克尔逊干涉仪原理及调节方法；测单色激光的波长；会用逐差法处理实验数据。教学方法：教师结合多媒体讲授实验基本原理，仪器的使用方法及注意事项

8、，数据处理要求等；学生自主操作，教师辅导。6. 实验五 示波器的使用知识及操作要点：了解示波器的结构、工作原理，掌握它的基本操作方法。重点难点：迈克尔逊干涉仪原理及调节方法；测单色激光的波长；会用逐差法处理实验数据。教学方法：教师结合多媒体讲授实验基本原理，仪器的使用方法及注意事项，数据处理要求等；学生自主操作，教师辅导。7. 实验六 电桥法测电阻知识及操作要点：自搭电桥，并测量给定电阻的阻值；用箱式惠斯登电桥测量给定电阻阻值；计算相对误差，并进行数据分析。重点难点：自搭电桥，并测量给定电阻的阻值；用箱式惠斯登电桥测量给定电阻阻值；。教学方法：教师结合多媒体讲授实验基本原理，仪器的使用方法及注

9、意事项，数据处理要求等；学生自主操作，教师辅导。8. 实验七 液体表面张力系数的测定知识及操作要点：会用拉脱法测定室温下液体的表面张力系数；掌握用硅压阻力敏传感器测量的原理和方法；学会进行数据处理。重点难点：掌握用硅压阻力敏传感器测量的原理和方法。教学方法：教师结合多媒体讲授实验基本原理，仪器的使用方法及注意事项，数据处理要求等；学生自主操作，教师辅导。9. 实验八 分光计的调整、棱镜折射率的测定知识及操作要点：学会分光计的调节和使用；会用反射法可测量玻璃三棱镜的顶角；会测量汞光谱中三条主要光线的最小偏向角，会计算光线的折射率。重点难点：会测量汞光谱中三条主要光线的最小偏向角，会计算光线的折射

10、率。教学方法：教师结合多媒体讲授实验基本原理，仪器的使用方法及注意事项，数据处理要求等；学生自主操作，教师辅导。10. 实验九 交变磁场的测量亥姆霍兹线圈的使用知识及操作要点：理解电磁感应法测量交变磁场的原理和方法；测量单线圈轴线上的磁场分布；测量亥姆霍兹线圈内部的磁场分布。重点难点：测量单线圈轴线上的磁场分布；测量亥姆霍兹线圈内部的磁场分布。教学方法：教师结合多媒体讲授实验基本原理，仪器的使用方法及注意事项，数据处理要求等；学生自主操作，教师辅导。11. 实验十 整流、滤波电路知识及操作要点：了解仪器控制面板上各旋钮及按键的功能，掌握数字存储示波器的基本操作方法；掌握用数字存储示波器测量电信

11、号的幅度、周期和频率的方法；学会用光标法测量整流、滤波电路输出电压的峰值、周期，计算出频率、输出电压的平均值。重点难点：掌握用数字存储示波器测量电信号的幅度、周期和频率的方法；学会用光标法测量整流、滤波电路输出电压的峰值、周期，计算出频率、输出电压的平均值。教学方法：教师结合多媒体讲授实验基本原理，仪器的使用方法及注意事项，数据处理要求等；学生自主操作，教师辅导。三、学时分配表（总学时数：27，包括：绪论3学时，做8个实验，每个实验3学时）序号实验项目名称实验学时实验目的实验要求实验类型必开选开演示验证综合设计其他1物体密度的测定3掌握测定规则物体密度的一种方法。理解实验数据的处理方法，会用不

12、确定度表示实验结果。2刚体转动惯量的实验研究3会用三线扭摆法测量圆盘、圆环的转动惯量，会计算实验值、理论值及相对误差。3用霍尔元件测螺线管的磁场3会用霍尔元件测量螺线管磁场沿轴线的分布，并与理论值进行比较。4迈克尔逊干涉仪的调整和使用3理解迈克尔逊干涉仪的原理，掌握迈克尔逊干涉仪调节方法，会用它测激光束的波长。5示波器的使用3了解示波器的结构、工作原理，掌握它的基本操作方法。学会用示波器观察、测量某些物理量。6电桥法测电阻3掌握惠斯登电桥的原理和使用方法。会用电桥测量电阻。7液体表面张力系数的测定3会用拉脱法测定室温下液体的表面张力系数。掌握实验数据处理方法。8分光计的调整、棱镜折射率的测定3

13、学会分光计的调节和使用。了解测量三棱镜顶角的方法。会测量最小偏向角，会计算三棱镜的折射率。9交变磁场的测量亥姆霍兹线圈的使用3掌握电磁感应法测量交变磁场的原理和方法。10整流、滤波电路3了解数字存储示波器的基本操作方法，学会用光标法测量整流、滤波电路输出电压的峰值、周期等。四、有关说明（一）先修课程先修课程要求先修课程提供的知识点高等数学一元函数微积分、常微分方程（二）教学建议1. 加强多媒体技术在教学中的运用，积极利用网络技术提高学生预习的效率。2. 加强对学生实验指导和管理，保证学生了解基本的实验规范，掌握基本的实验技能及实验数据的方法。（三）考核方式本学期物理实验课程成绩=平时实验的平均成绩+自主实验成绩。每次平时实验的成绩由课前的预习、实验课的操作、实验报告的撰写、课堂表现及考勤情况综合评定；自主实验成绩根据参与情况最高5分，最低0分。（四）教学参考书1金雪尘、宋红燕等： 大学物理实验 上海交通大学出版社 2015。2李寿松： 物理实验 高等教育出版社 2014。3李平： 大学物理实验 高等教育出版社 2006。4张兆奎、缪连元、张立： 大学物理实验（第三版） 高等教育出