大学物理实验课教学大纲提要

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。大学物理实验课程体系、内容和教学模式素质教育为目标，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。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。营造培养创新人才的多元化教学模式和环境）大学物理仿真实验和教学模式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；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。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。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。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。大学物理实验教材及与教材配套的教学软件：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．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．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．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“大学物理仿真实验forWindows”(一)王晓蒲、霍剑青主编高等教育出版社1998.6.“大学物理仿真实验forWindows”（二）王晓蒲、霍剑青主编高等教育出版社1998.12.“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2001.12.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：用示波器测量时间用天平测量质量直流电表和直流测量电路用热敏电阻测量温度半导体温度计的设计与制作直线运动中速度的测量碰撞过程中守恒定律的研究单摆的设计与研究表面张力系数的测定液体粘度的测定钢丝杨氏模量的测量切变模量的测量固体比热容的测量直流电的测量交流电及整流滤波电路测量螺线管的磁场透镜参数的测量分光计的调节与使用用密立根油滴实验测电子电荷光电效应法测普朗克常量干涉法测微小量二级物理实验（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。实验报告