电磁学实验课程大纲

PAGEPAGE2《电磁学实验》课程大纲一、课程信息课程名称电磁学实验适用专业物理学课程代码05011110课程类别必修学分学时1学分/32学时开设学期3先修课程电磁学后续课程近代物理实验二、课程简介《电磁学实验》课程是物理学专业的专业基础课程，其内容是物理学科中普通物理实验的重要组成部分。物理学本质上是一门以实验为基础的学科，物理实验是科学实验的先驱，体现了大多数科学实验的共性，在实验思想、实验方法以及实验手段等方面是自然科学与工程技术的基础。本课程旨在通过教师讲授、演示，学生练习、操作、探究和小组协作等形式，引导学生理解电磁学实验的基本原理，接受电磁学实验基本技能的训练，培养学生对电磁学实验现象的观察和分析能力，初步掌握电磁学实验的思想和方法，提高学生的基本电磁学实验技能和科学实验基本素质，倡导积极主动的探索精神，培养学生实事求是的科学态度，严谨务实的工作作风以及团结协作精神。三、课程目标（一）课程目标设置通过本课程的学习，学生能达到以下目标：目标1：能正确使用电阻、二极管、电桥、电流表、直流稳压电源、电压表、检流计等电学元件和仪器，依据电学基本规律，利用电学的基本实验方法和技能进行电阻、电动势、电流等参量的测量，科学进行实验数据的采集与分析，规范撰写实验报告。目标2：能正确使用线圈、霍尔元件、示波管等电磁学元件和仪器，依据电流激发磁场、磁场中电荷运动规律，利用电磁学的基本实验方法和技能进行磁感强度、霍尔元件参数、电子荷质比等参量的测量，科学进行实验数据的采集与分析，规范撰写实验报告。目标3：经历电磁学实验小组合作学习与实验探索的过程，感受团队协作的重要性，具有群体合作学习体验。（二）课程目标对毕业要求分解指标的支撑关系毕业要求分解指标课程目标3.学科素养3-2掌握物理学的基本实验方法和实验技能，能够依据物理学原理和思想科学地设计物理实验方案，能够正确使用实验仪器设备，科学进行实验数据的采集与分析，规范撰写实验报告，并具有一定的实验探究能力和创新能力。目标1（H）目标2（H）8.沟通合作8-2理解学习共同体重要作用，具有团队协作精神，能够参加小组学习、专题研讨、团队互动、网络共享等协作学习活动，与同学合作交流，分享经验和资源。目标3（M）（三）课程目标对毕业要求的支撑矩阵图课程目标践行师德学会教学学会育人学会发展师德规范教育情怀学科素养教学能力班级管理综合育人学会反思沟通合作1-11-21-32-12-22-33-13-23-34-14-24-34-45-15-25-36-16-26-37-17-28-18-2课程目标1H课程目标2H课程目标3M四、教学要求课程目标教学内容学时教学重点教学难点教学方式学习方式课程思政结合点目标11.电表的改装和校准41.实验原理2.替代法测表头内阻3.改装大量程电流表和电压表1.用小量程表头改装大量程电流表和电压表的原理和方法2.给改装表进行校准和定级课堂讲授操作演示合作探究实验操作课堂问答通过实验方案的设计，培养创新意识。2.电阻元件伏安特性的测定41.实验原理2.电流表内接法和外接法的选取3.二极管单向导电特性1.内接法和外接法的电路连接2.二极管正向、反向电路连接课堂讲授操作演示合作探究实验操作课堂问答3.用惠斯通电桥测电阻41.实验原理2.惠斯通电桥的调节3.电桥灵敏度的测量1.惠斯通电桥的调节2.交换法减小系统误差课堂讲授操作演示合作探究实验操作课堂问答通过电桥的调节和使用训练，培养科学严谨的工匠精神。4.板式电位差计测电池电动势和内阻41.实验原理2.工作电流的调节3.电池电动势和内阻的测量1.补偿法的原理2.标准电阻的选取课堂讲授操作演示合作探究实验操作课堂问答通过电位差计的调节和使用训练，培养科学严谨的工匠精神。目标21.磁场的描绘41.实验原理2.测量磁场的方法3.数据的记录和处理1.电磁感应法测磁场的原理及特点2.作图法测得磁场分布特点课堂讲授操作演示合作探究实验操作课堂问答通过数据处理，培养实事求是、严谨规范的科学态度。2.霍尔元件性能测定41.实验原理2.消除附加电势的原理和方法3.数据的记录和处理1.对称测量法消除副效应的影响2.作图法处理数据课堂讲授操作演示合作探究实验操作课堂问答3.电子束的偏转41.实验原理2.示波管的结构3.偏转电压的测量4.偏转励磁电流的测量5.偏转现象的观察1.偏转电压与偏转距离的关系2.偏转励磁电流与偏转距离的关系课堂讲授操作演示合作探究实验操作课堂问答通过了解电子束研究历史，电子在电磁场中运动规律的研究的应用，感悟严谨认真、追求真理的科学精神，领会科技强国这一国策的重要性。4.电子束的聚焦41.实验原理2.光点聚焦调节3.聚焦励磁电流的测量4.电子荷质比的测量1.电子荷质比的表达式2.多次聚焦的原理课堂讲授操作演示合作探究实验操作课堂问答目标3团队协作0要求：3~4人组成实验小组，小组成员共同协作开展各实验项目的合作探究，包括拟定实验方案、观察与分析实验现象、记录与处理实验数据、撰写实验报告等。合作探究实验操作五、考核与评价（一）课程考核内容、考核方式与课程目标对应情况课程目标考核内容考核方式形成性评价终结性评价目标11.电表的改装和校准2.电阻元件伏安特性的测定3.用惠斯通电桥测电阻4.板式电位差计测电池电动势和内阻1.实验操作2.实验报告3.随堂问答期末技能考试目标21.磁场的描绘2.霍尔元件性能测定3.电子束的偏转4.电子束的聚焦1.实验操作2.实验报告3.随堂问答期末技能考试目标3团队协作1.小组互评（二）考核评价方案考核类型考核内容考核评价方式考核评价标准分值课程目标平时形成性评价（70%）电表的改装和校准实验操作、实验报告、随堂问答1.实验报告各项目的实验报告满分100分。依据实验报告规范性，实验数据记录和处理的规范合理性，实验结果的准确性以及实验反思进行评分。2.实验操作依据实验操作的规范性和正确性进行评分。3.随堂问答依据回答问题的正确与性，语言表述的准确程度进行评分。10目标1电阻元件伏安特性的测定实验操作、实验报告、随堂问答10目标1用惠斯通电桥测电阻实验操作、实验报告、随堂问答10目标1板式电位差计测电池电动势和内阻实验操作、实验报告、随堂问答10目标1磁场的描绘实验操作、实验报告、随堂问答10目标2霍尔元件性能测定实验操作、实验报告、随堂问答10目标2电子束的偏转实验操作、实验报告、随堂问答10目标2电子束的聚焦实验操作、实验报告、随堂问答10目标2团队协作小组互评小组成员依据平时团队协作情况进行互评。20目标3期末终结性评价（30%）在本课程的实验项目中随机抽签决定考核内容技能考试严格按照期末技能考核方案及评分细则进行评分。100目标1目标2目标3六、其他（一）自主学习要求学生应在实验之前预习实验内容，理解实验原理，了解相关实验仪器、实验方法和实验数据处理方法，设计数据记录表格，实验完成后应及时进行数据分析与处理、规范撰写实验报告并进行反思。自主学习的成效通过课堂表现的形式纳入到平时成绩的形成性考核评价方案中。（二）课程资源1.建议教材《普通物理实验2电磁学部分》，杨述武，高等教育出版社，2016年第五版。2.主要参考书《大学物理实验》，李学慧，高等教育出版社，2012年第二版。《大学物理实验》，周惟公，高等教育出版社，2014年第二版。《大学物理实验》，秦艳芬，清华大学出版社，2012年第一版。3.课外学习资源超星学习通、中国大学MOOC等网络学习平台上的《大学物理实验》、《普通物理实验》电磁学部分的在线开放课程。制订时间：2020年9月修订时间：2021年7月附件《电磁学实验》课程目标达成度评价办法一、评价依据《电磁学实验》课程目标达成度评价依据《数理学院物理学专业课程目标达成度评价实施细则》进行评价。二、评价方法本课程目标达成度评价分为直接评价和间接评价。直接评价采用考核数据定量评价。间接评价采用问卷调查，问卷内容根据课程考试方案进行设计。（一）直接评价1.确定课程目标权重。依据课程目标对毕业要求支撑力度的情况确定各课程目标权重。课程目标对毕业要求的支撑矩阵图课程目标践行师德学会教学学会育人学会发展师德规范教育情怀学科素养教学能力班级管理综合育人学会反思沟通合作1-11-21-32-12-22-33-13-23-34-14-24-34-45-15-25-36-16-26-37-17-28-18-2课程目标1H课程目标2H课程目标3M依据上表，本门课程有4个课程目标，每个课程目标对2个毕业要求的支撑力度有高（H）、中（M）、低（L）之分，为了便于操作，赋值H=3、M=2、L=1。课程目标1对毕业要求分解指标点有a1个H，b1个M,c1个L；课程目标2对毕业要求分解指标点有a2个H，b2个M,c2个L；课程目标3对毕业要求分解指标点有a3个H，b3个M,c3个L；……。按照《数理学院物理学专业课程目标达成度评价实施细则》中课程目标的权重计算公式，.计算出各个课程目标权重。依据上述公式，本课程目标权重分布如下课程目标权重分布表课程目标目标1目标2目标3权重值0.3750.3750.252.课程达成度计算本门课程目标达成度评价由期末考试成绩和形成性考试成绩加权组合计算而成。随机抽取1-2个教学班级为样本，课程考核材料包括期末考试、平时测验、作业、专题报告等。每个课程目标都有支撑该课程目标的教学内容，假设本门课程中支撑第i个课程目标的教学内容期末试卷考核理论总分值为Ti，抽取的样本学生该部分的试卷考核平均得分总值为Si，Ri是该课程支撑第i个课程目标的形成性考核的平均得分总值，支撑第i个课程目标的形成性考核理论总分值为Qi，λ是期末试卷考核占总考核的比例，则第i个课程目标的达成度计算公式为若出现某个Ti或Qi为0，即可能存在某个课程目标没有期末考试成绩支撑或形成性成绩支撑，会出现以下情形或者。该课程的