上海物理實(shí)驗(yàn)2015春季會議-周魯衛(wèi)資料

1以學(xué)習(xí)目標(biāo)為導(dǎo)向開展物理實(shí)驗(yàn)的

分層次教學(xué)

復(fù)旦大學(xué)物理教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心上海高校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)委員會2015年春季會議2我修物理實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)習(xí)目的

達(dá)到了嗎？

3要點(diǎn)：1分層次的物理實(shí)驗(yàn)課學(xué)習(xí)目標(biāo)2AAPT的建議3學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)習(xí)目的4實(shí)驗(yàn)課的目的是使學(xué)生學(xué)會用實(shí)驗(yàn)的方法研究物理現(xiàn)象和規(guī)律。

北京大學(xué)物理學(xué)院吳思誠1“明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?qiáng)化分層實(shí)驗(yàn)”實(shí)驗(yàn)課的目的是使學(xué)生學(xué)會用實(shí)驗(yàn)的方法研究物理現(xiàn)象和規(guī)律。具體體現(xiàn)為：

1。定量的實(shí)驗(yàn)科學(xué),學(xué)生必需了解要研究的是什么規(guī)律.它成立的條件,實(shí)驗(yàn)中如何保證。

2。用什么方法,選用什么儀器來實(shí)現(xiàn)。

3。注意觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,并作出正確的解釋。確認(rèn)可以了再作精確的測量。

4。對結(jié)果應(yīng)建立正確的物理圖象予以理解。應(yīng)考慮有沒有不同的解釋,并能通過用實(shí)驗(yàn)的方法來找出正確的答案。

5。注意改變實(shí)驗(yàn)條件,看對結(jié)果的影響。結(jié)果數(shù)據(jù)越多,規(guī)律越豐富,由此得到的結(jié)論越可靠。鼓勵好的學(xué)生多討論。

6。對結(jié)果的可信度有一個大致正確的估計(jì)。使學(xué)生能親身體會建立近代物理的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ),在這一過程中,加深理解實(shí)驗(yàn)和理論之間的關(guān)系。

MIT近代物理實(shí)驗(yàn)，戴樂山譯learninggoals作為教師學(xué)習(xí)的內(nèi)容（2014.1.18北大的啟示，翻譯，重組）

復(fù)旦大學(xué)人才培養(yǎng)目標(biāo)為什么需制定物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)和目的J.StempienandA.Bair,IntroductiontoDevelopingStudentLearningGoals,/sei學(xué)生

有助學(xué)生自我評估提高學(xué)生自學(xué)責(zé)任心告訴學(xué)生課程預(yù)期教師規(guī)劃課程確定教學(xué)方法設(shè)計(jì)有效教學(xué)材料確定考試、評估方法明確告知師生課程目標(biāo)5學(xué)生

教師有助學(xué)生自我評估

規(guī)劃課程確定教學(xué)方法提高學(xué)生自學(xué)責(zé)任心

設(shè)計(jì)有效教學(xué)材料告訴學(xué)生課程預(yù)期

確定考試、評估方法

明確告知師生課程目標(biāo)年級課程名稱周學(xué)時性質(zhì)選課學(xué)生學(xué)生數(shù)一上自學(xué)物理實(shí)驗(yàn)A(定性半定量實(shí)驗(yàn)）2選修物理系1000基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)3必修醫(yī)學(xué)院、數(shù)學(xué)學(xué)院等1000下基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)3必修理科、技術(shù)類24二上物理實(shí)驗(yàn)(上）3必修物理系、光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)、核科學(xué)與技術(shù)160下物理實(shí)驗(yàn)（下）

3必修物理系、光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)、核科學(xué)與技術(shù)160三上設(shè)計(jì)性研究性物理實(shí)驗(yàn)3選修物理系25近代物理實(shí)驗(yàn)Ａ3必修材料物理、電子科學(xué)與技術(shù)、光信息科學(xué)與技術(shù)等專業(yè)100下近代物理實(shí)驗(yàn)I4必修物理系100四上近代物理實(shí)驗(yàn)II4選修物理系16全年級自學(xué)物理實(shí)驗(yàn)２選修理科、工科各專業(yè)24文科物理實(shí)驗(yàn)２選修文科、經(jīng)管類等各專業(yè)24醫(yī)學(xué)物理實(shí)驗(yàn)２選修醫(yī)學(xué)院24實(shí)用醫(yī)學(xué)物理實(shí)驗(yàn)２選修文、理、工科各專業(yè)24演示物理實(shí)驗(yàn)拓展２選修物理系48年級課程名稱周學(xué)時課程性質(zhì)授課對象學(xué)生數(shù)一年級（上）基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)★3必修課醫(yī)學(xué)院、數(shù)學(xué)科學(xué)院、藥學(xué)院、核科學(xué)與技術(shù)系1000一年級（下）基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)★3必修課自然科學(xué)試驗(yàn)班、信息科學(xué)與工程學(xué)院、軟件學(xué)院、計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院1000FundamentalPhysicsLaboratory3必修課醫(yī)學(xué)院留學(xué)生24二年級（上）物理實(shí)驗(yàn)（上）★3必修課物理學(xué)系、光科學(xué)與技術(shù)系、核科學(xué)與技術(shù)系160二年級（下）物理實(shí)驗(yàn)（下）★3必修課物理學(xué)系、光科學(xué)與技術(shù)系、核科學(xué)與技術(shù)系160三年級（上）設(shè)計(jì)性研究性物理實(shí)驗(yàn)◆★3選修課物理學(xué)系25近代物理實(shí)驗(yàn)A★4必修課材料系、光科學(xué)與技術(shù)系、核科學(xué)與技術(shù)系100三年級（下）近代物理實(shí)驗(yàn)I★4必修課物理學(xué)系100四年級（上）近代物理實(shí)驗(yàn)II★4選修課物理學(xué)系16全年級文科物理實(shí)驗(yàn)★2選修課文科24自學(xué)物理實(shí)驗(yàn)★2選修課理科、工科24自學(xué)物理實(shí)驗(yàn)A★3選修課物理學(xué)系24物理演示實(shí)驗(yàn)拓展2選修課物理學(xué)系24醫(yī)學(xué)物理實(shí)驗(yàn)◆2選修課醫(yī)學(xué)院、物理學(xué)系48實(shí)用醫(yī)學(xué)物理實(shí)驗(yàn)◆2選修課理科、工科、醫(yī)學(xué)院48研究生機(jī)械設(shè)計(jì)和加工基礎(chǔ)2選修課物理系研究生10★國家級精品課程組成課程

◆上海市精品課程組成課程2023/1/11部分課程說明基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)：前兩周緒論，6個實(shí)驗(yàn)后有一次集中討論，再完成6個實(shí)驗(yàn)后期末考試（筆試）；物理實(shí)驗(yàn)上：第一周緒論，每周一個實(shí)驗(yàn)，六個實(shí)驗(yàn)后進(jìn)行一次期中討論。下半學(xué)期也是6個實(shí)驗(yàn)，期末是筆試。物理實(shí)驗(yàn)下：一次緒論課，三周做一個課題，一學(xué)期共四個課題，交兩份實(shí)驗(yàn)報(bào)告，做兩次口頭報(bào)告；設(shè)計(jì)性研究性物理實(shí)驗(yàn)：一學(xué)期完成一個研究性課題，期末做口頭報(bào)告；近代物理實(shí)驗(yàn)I：6個必做實(shí)驗(yàn)，每個實(shí)驗(yàn)6課時；3次以上選作實(shí)驗(yàn)的時間（每次6課時）；期末口頭報(bào)告；近代物理實(shí)驗(yàn)II：4次*6課時每次完成一個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；一學(xué)期完成三個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，期末口頭報(bào)告。三個層面的思想基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)。以“經(jīng)典實(shí)驗(yàn)”為基礎(chǔ)，強(qiáng)化基本實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練，激發(fā)興趣。綜合型實(shí)驗(yàn)教學(xué)。注重全過程：文獻(xiàn)查閱、方案設(shè)計(jì)、設(shè)備搭建和改進(jìn)、實(shí)驗(yàn)記錄、數(shù)據(jù)分析、合作討論、演講、論文寫作…研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)。模擬科研；實(shí)施個性化教學(xué)；將科研前沿引入教學(xué)中。靈感、敏感、嚴(yán)謹(jǐn)。取自張新夷ppt倫琴：對現(xiàn)象的敏感、好奇吳健雄：宇稱不守恒實(shí)驗(yàn)丁肇中：正確的實(shí)驗(yàn)觀油滴實(shí)驗(yàn)：要正確對待數(shù)據(jù)科學(xué)造假分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)方法要正確測量有條件地準(zhǔn)確科學(xué)處理數(shù)據(jù)懂得做實(shí)驗(yàn)如何做實(shí)驗(yàn)三滾球（計(jì)時）傅科擺（萬向節(jié)）扭稱（微小角度測量）從青蛙到Graphene三“基”與動手能力實(shí)驗(yàn)思想巧妙技術(shù)難點(diǎn)與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的全過程實(shí)驗(yàn)是訓(xùn)練二Top10中微子實(shí)驗(yàn)愛因斯坦語錄高溫超導(dǎo)、正電子為什么是伽利略？兩朵烏云量子論：F-H實(shí)驗(yàn)相對論：牛頓力學(xué)適用條件實(shí)驗(yàn)的功能經(jīng)典物理的基礎(chǔ)近代物理的基礎(chǔ)基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)涵三項(xiàng)規(guī)定與學(xué)生守則實(shí)驗(yàn)的重要性物理實(shí)驗(yàn)的作用一內(nèi)容、選材知識點(diǎn)教學(xué)目的層次取自張新夷ppt復(fù)旦大學(xué)基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)1掌握物理實(shí)驗(yàn)的基本知識、基本方法和基本技能；2學(xué)習(xí)用實(shí)驗(yàn)方法研究物理規(guī)律，加深對物理規(guī)律的理解，訓(xùn)練發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力；3養(yǎng)成實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)踏實(shí)的科學(xué)態(tài)度。

--張新夷，基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)緒論課（2013年）

9課程學(xué)習(xí)目標(biāo)

北大普物實(shí)驗(yàn)主要目的(目標(biāo))：

取自北大網(wǎng)頁使學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)的基本知識、基本方法、基本技能等方面受到較系統(tǒng)的訓(xùn)練，應(yīng)用實(shí)驗(yàn)的方法去觀察、分析、研究物理現(xiàn)象和規(guī)律，加深對物理學(xué)基本概念和基本規(guī)律的理解和掌握。

通過基本實(shí)驗(yàn)、擴(kuò)展和加深的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、恰當(dāng)引入的近代物理內(nèi)容、科研成果和現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)技術(shù)手段，以及加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)性和綜合性訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生初步具有自己提出問題、發(fā)現(xiàn)問題和獨(dú)立解決問題的能力。

培養(yǎng)學(xué)生具有良好的科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新能力。加強(qiáng)在實(shí)驗(yàn)中正確運(yùn)用測量誤差理論和對測量結(jié)果不確定度的評定的訓(xùn)練。對非物理類學(xué)生,主要側(cè)重對物理規(guī)律的了解和對現(xiàn)代物理測量技術(shù)的掌握。10臺大普通物理實(shí)驗(yàn)室(取自臺大網(wǎng)頁)1.知識-驗(yàn)證並了解基本物理定律和現(xiàn)象2.技能-熟悉各種基本量測工具、儀器及器材，並培養(yǎng)愛護(hù)儀器及正確使用儀器的方法和態(tài)度3.技能-強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)的基本技能。4.技能-學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擷取、處理與分析的能力，加強(qiáng)使用工程計(jì)算機(jī)及電腦數(shù)據(jù)分析軟體之應(yīng)用能力，如學(xué)習(xí)熟用Excel試算軟體。11125.交流-訓(xùn)練撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告和簡報(bào)的能力，特別是書面文字的撰寫、圖表和簡報(bào)製作的技巧，並培育上臺簡報(bào)的技巧和能力。學(xué)習(xí)熟用MSword文書處理軟體和PPT簡報(bào)軟體6.模型-加強(qiáng)學(xué)生對物理定理的深入瞭解、歷史發(fā)展和技術(shù)演變的過程及在日常生活上的應(yīng)用原理和操作。7.構(gòu)建知識-訓(xùn)練學(xué)生發(fā)掘問題、解決問題和思考分析，並強(qiáng)化創(chuàng)造力的啟發(fā)與靈活運(yùn)用8.交流-培養(yǎng)學(xué)生面對科學(xué)實(shí)驗(yàn)與研究應(yīng)有的好奇心和嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度，與重視團(tuán)隊(duì)合作的實(shí)驗(yàn)精神和態(tài)度。---實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)？

復(fù)旦大學(xué)“物理實(shí)驗(yàn)(上)”教學(xué)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生從事科學(xué)實(shí)驗(yàn)的初步能力，學(xué)會一些基本儀器的使用、掌握基本物理量的測量方法和實(shí)驗(yàn)操作技能的訓(xùn)練、正確記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果和撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度、嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)，啟迪學(xué)生的創(chuàng)新意識，促進(jìn)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能及分析和解決問題能力的提高。知識構(gòu)建能力？

建模？設(shè)計(jì)？交流：實(shí)驗(yàn)報(bào)告、口頭報(bào)告？實(shí)驗(yàn)手段：調(diào)節(jié)光路的能力？--更具體？階段性？操作-應(yīng)用13

復(fù)旦大學(xué)“物理實(shí)驗(yàn)(下)”教學(xué)目標(biāo)著重提高學(xué)生的實(shí)際動手能力，主要指實(shí)際動手進(jìn)行科學(xué)研究工作的能力。這包括查閱文獻(xiàn)資料的能力，根據(jù)具體要求設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，以及總結(jié)、歸納能力，撰寫論文的能力（書面表達(dá)能力）等等。本課程包括力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)和光學(xué)等物理學(xué)各主要領(lǐng)域，溶入了當(dāng)前學(xué)生感興趣的新技術(shù)與新應(yīng)用。

--體現(xiàn)了階段性；操作-應(yīng)用建模？

綜合能力？14復(fù)旦大學(xué)“近代物理實(shí)驗(yàn)”教學(xué)目標(biāo)

通過模擬科研的形式來重復(fù)一些近代的獲得諾貝爾獎的實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的科研實(shí)驗(yàn)技能，學(xué)習(xí)和體驗(yàn)當(dāng)年諾貝爾獎獲得者在做實(shí)驗(yàn)過程中的思路和手段?！?dāng)然，如果您能夠在他們之前設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)，并且做出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果來，您也能夠獲得諾貝爾獎。在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)習(xí)使用實(shí)驗(yàn)記錄本來記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)?！紨?shù)據(jù)記錄是如此之重要，以至于在國外的研究機(jī)構(gòu)里面，唯獨(dú)記錄本是允許復(fù)印而不允許帶走的最重要的實(shí)驗(yàn)室財(cái)產(chǎn)!培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的嚴(yán)謹(jǐn)和客觀態(tài)度?！聦?shí)是檢驗(yàn)科學(xué)真理的最終標(biāo)準(zhǔn)！在一篇您署名發(fā)表的論文中，如果您的分析和結(jié)果是有爭議的，這是可以被接受的。但是如果未來某人證實(shí)：按照提供的實(shí)驗(yàn)條件下，測量結(jié)果不符合，即肯定超過你提供的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的誤差限制。則您將聲譽(yù)受損！如果發(fā)現(xiàn)欺騙行為，那將毀了您的一生。1516通過合理的配對科研，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神

—科研過程中，往往來說1+1>2。有一個程度相當(dāng)?shù)暮献骰锇槟軌蛟谶^程中反復(fù)討論和研究的話，可以大大加深各人對實(shí)驗(yàn)的理解，同時加快實(shí)驗(yàn)的進(jìn)度。培養(yǎng)學(xué)生在探索的過程中積極檢索背景資料和摸索設(shè)計(jì)自己的解決方案?！詈玫睦蠋熓莋oogle，最好的答案已經(jīng)在那里了，取決于你是否會去打一下回車。學(xué)會搜索相關(guān)的文獻(xiàn)，是科研能力的最重要和最基本的能力。如今我們是站在google的肩膀上。通過寫科研論文和上臺講演，培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)和表達(dá)自己研究成果的能力。

—不管是科研還是進(jìn)入社會工作，Writing

和Presentation都是最基本的生存能力。液氮比汽化熱的測量實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、意義和要求目的：進(jìn)行液氮比汽化熱的測量意義：物質(zhì)的比汽化熱是該物質(zhì)汽化時所需吸熱大小的量度（它是物質(zhì)的主要熱學(xué)特性之一必須掌握）要求：對實(shí)驗(yàn)原理充分預(yù)習(xí)，明確物理含義；對實(shí)驗(yàn)步驟充分預(yù)習(xí)，熟練掌握實(shí)驗(yàn)全過程。17學(xué)生怎樣評估自己能力是否提高？

教師怎樣評估教學(xué)？復(fù)旦大學(xué)若干實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目的用扭擺法測量轉(zhuǎn)動慣量

-實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒁饬x和要求了解扭擺測量轉(zhuǎn)動慣量的原理和方法。用扭擺測定彈簧的扭轉(zhuǎn)常數(shù)及幾種不同形狀剛體的轉(zhuǎn)動慣量。驗(yàn)證剛體轉(zhuǎn)動的平行軸定理。修改前182《本科物理實(shí)驗(yàn)課程建議》RecommendationsfortheUndergraduatePhysicsLaboratoryCurriculum美國物理教師協(xié)會

ReportpreparedbyaSubcommitteeoftheAAPTCommitteeonLaboratoriesApprovedbyCommitteeonLaboratories,July29,2014SubcommitteeMembershipJosephKozminski,Chair,LewisUniversityHeatherLewandowski,UniversityofColoradoBoulderNancyBeverly,MercyCollegeSteveLindaas,MinnesotaStateUniversityMoorheadDuaneDeardorff,UniversityofNorthCarolinaChapelHillAnnReagan,IECServicesRichardDietz,UniversityofNorthernColoradoRandyTagg,UniversityofColoradoDenverMelissaEblen-Zayas,CarletonCollegeJeremiahWilliams,WittenbergUniversityRobertHobbs,BellevueCollegeBenjaminZwickl,RochesterInstituteofTechnology（以下關(guān)于學(xué)習(xí)目標(biāo)的內(nèi)容均簡譯自本建議或其2014年1月版,簡注為AAPT-RUPLC）感謝復(fù)旦物理系樂永康提供本材料19AAPT-RUPLC建模交流物理增強(qiáng)技能數(shù)據(jù)分析和可視化構(gòu)建知識設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)+實(shí)驗(yàn)樂趣,團(tuán)隊(duì)合作,自信心--來自科羅拉多大學(xué)ArgumentationDESIGNStatisticalanalysisforcomparisonModelingthemeasurementsystemDesigningapparatusandexperimentsTrouble-shootingTestandmeasurementequipmentComputer-aideddataanalysisComputer-aidedmeasurementAuthenticformsinphysicsModelingthephysicalsystemCOMMUNICATIONMODELINGLEARNINGGOALSTECHNICALLABSKILLS運(yùn)用教學(xué)目標(biāo)提出問題Benjamin’sPPT統(tǒng)計(jì)分析測量系統(tǒng)建模物理系統(tǒng)建模設(shè)計(jì)裝置、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)排除故障論理物理的真實(shí)形式計(jì)算機(jī)輔助數(shù)據(jù)分析計(jì)算機(jī)輔助測量測試和測量裝置教學(xué)目標(biāo)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)故障處理建模設(shè)計(jì)交流技巧19構(gòu)建知識本頁及此后表格內(nèi)容摘譯自美國物理教師協(xié)會實(shí)驗(yàn)委員會“GuidelinesforUndergraduatePhysicsLabs(draft)”(2014)及其批準(zhǔn)版“RecommendationsfortheUndergraduatePhysicsLaboratoryCurriculum”(2014)201.構(gòu)建知識通過實(shí)驗(yàn)學(xué)生建立自信。學(xué)生學(xué)做負(fù)責(zé)的科學(xué)家，通過自己對物理世界的觀察，獲取、分析、解釋實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)物理實(shí)驗(yàn)要幫助學(xué)生開始像物理學(xué)家那樣不靠外界權(quán)威而自主構(gòu)建知識。推薦初級學(xué)生應(yīng)能提出通過實(shí)驗(yàn)要揭示的問題，確定哪些能通過實(shí)驗(yàn)解決，理解實(shí)驗(yàn)的限制。問題不好或無法測試，學(xué)生應(yīng)能修改。學(xué)生應(yīng)能就自然界可觀測特性想出可檢驗(yàn)的模型和假設(shè)學(xué)生應(yīng)能清楚、準(zhǔn)確、簡潔描述實(shí)驗(yàn)觀察，找出實(shí)驗(yàn)中最重要的物理概念。學(xué)生應(yīng)能根據(jù)實(shí)驗(yàn)可控觀察構(gòu)建宗量，確定趨勢。學(xué)生應(yīng)能在不同的環(huán)境間轉(zhuǎn)換知識，找出不同概念間的關(guān)系，并推理到一半情況，高級討論/舉例四年課程中學(xué)生應(yīng)得到多次機(jī)會，通過實(shí)驗(yàn)觀察看清詢問問題到確定模型的循環(huán)。若無法得到合理結(jié)論，學(xué)生個人或小組應(yīng)有機(jī)會修改問題或?qū)嶒?yàn)。例：學(xué)生學(xué)會使用示波器，就應(yīng)會運(yùn)用示波器知識在各種環(huán)境下進(jìn)行一系列實(shí)驗(yàn)。AAPT-RUPLC知識是構(gòu)建的，不是灌輸?shù)?1肯·貝恩，《如何成為卓越的大學(xué)教師（第2版）》，明廷雄彭漢良譯，北京大學(xué)出版社，2014.(p.26-27)--傳統(tǒng)觀點(diǎn)：“學(xué)生必須先學(xué)習(xí)材料，之后才能對其進(jìn)行思考”--記憶是一個巨大的存儲箱：存儲–調(diào)用；--優(yōu)秀老師：和同學(xué)交談時，思想并非從教師大腦原原本本傳到學(xué)生大腦；同學(xué)會將自己的思想模式帶進(jìn)實(shí)驗(yàn)室、教室，用現(xiàn)成的思維模式解釋看到的一切；教師是刺激知識的構(gòu)建，而不是“傳遞知識”。221.構(gòu)建知識舉例

基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)

轉(zhuǎn)動慣量、液氮比汽化熱、LCR串聯(lián)諧振、磁阻在磁場中的變化規(guī)律、衍射光強(qiáng)分布規(guī)律、玻爾的量子理論等。

物理實(shí)驗(yàn)下聲波的波動學(xué)規(guī)律研究、衍射光強(qiáng)分布測量、基于分光計(jì)的表面等離子體共振實(shí)驗(yàn)、光敏電阻特性研究、LED的特性研究等

近代物理實(shí)驗(yàn)I塞曼效應(yīng)、夫蘭克—赫茲實(shí)驗(yàn)、冉紹爾-湯森效應(yīng)、NaI(Tl)單晶γ

能譜實(shí)驗(yàn)、光泵磁共振實(shí)驗(yàn)、拉曼光譜、

法拉第效應(yīng)--磁光調(diào)制實(shí)驗(yàn)、核磁共振波譜實(shí)驗(yàn)等學(xué)生在以下物理實(shí)驗(yàn)中要特別注重自主構(gòu)建物理知識：232.建模建模即用概念表示真實(shí)體系。模型連接理論和實(shí)驗(yàn)，連接對體系的定性和定量理解。物理模型本質(zhì)是數(shù)學(xué)。物理模型常為自然界的數(shù)學(xué)和計(jì)算組件描述。仿真和數(shù)值分析對建模很重要。建模還需弄清數(shù)學(xué)-物理-數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，統(tǒng)計(jì)誤差、系統(tǒng)誤差分析。初級推薦：學(xué)生應(yīng)運(yùn)用適當(dāng)基本概念描述模型的物理狀況例：會用牛頓定律和能量守恒描述物體在斜面上下滑。學(xué)生應(yīng)會在不同模型表示間的變換。例：該表示含口頭或書面表示、數(shù)學(xué)解析模型、計(jì)算機(jī)模型、物理構(gòu)造和圖形模型學(xué)生應(yīng)理解模型所固有的假設(shè)、限度、簡化，及可能的誤差。例：摩擦=0是指摩擦可忽略，且應(yīng)知忽略摩擦的后果。實(shí)驗(yàn)設(shè)備需要定標(biāo)。例：視頻即用像素做長度定標(biāo)。此時參照物若在動作平面前或后，則需額外定標(biāo)?；靖拍罴僭O(shè)與簡化高級推薦：學(xué)生應(yīng)運(yùn)用適當(dāng)基本概念描述模型的物理狀況例：會用量子力學(xué)解釋單光子實(shí)驗(yàn)，及其結(jié)果。學(xué)生會在不同模型表示間的變換，面對研究會用多種模型表示例：在非線性動力學(xué)體系實(shí)驗(yàn)中能構(gòu)建相應(yīng)理論模型和計(jì)算機(jī)模型。學(xué)生應(yīng)對實(shí)驗(yàn)設(shè)備定標(biāo)，或者確認(rèn)已定標(biāo)例：可用定標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)確定設(shè)備工作正常。理解系統(tǒng)誤差或偏差例：理解“黑箱”設(shè)備的原理；所測AC電壓是否均方根及設(shè)備頻率限度為多大?AAPT-RUPLC242.建模(續(xù))初級推薦：學(xué)生應(yīng)能運(yùn)用適當(dāng)單位，由模型或?qū)嶒?yàn)體系，估計(jì)輸入量和輸出量。例：學(xué)生對所測物理量的物理意義應(yīng)有一定理解（如知道1mm2,10m2,1N,1g,1kg,1000kg的質(zhì)量有多大），并對某一待建模系統(tǒng)中某一物理量的數(shù)值是否合理，有數(shù)量級的概念。單位和估計(jì)高級推薦：同左例：學(xué)生可提供毛估結(jié)果(back-of-the-envelop)或?qū)嶒?yàn)所測結(jié)果的數(shù)量級估計(jì)值,在對數(shù)據(jù)做完整分析前，對數(shù)據(jù)做初步分析,

以便了解結(jié)果看上去是否合理。Back-of-the-envelopemethod追求“毛估”，越簡單越好！精選

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1945年7月16日美國在新墨西哥州南部的沙漠中成功引爆了曼哈頓工程的試驗(yàn)原子彈，大師費(fèi)米（EnricoFermi）撒出手中小紙片迎著沖擊波，根據(jù)紙片飛越的距離他當(dāng)即宣布，這次爆炸相當(dāng)于10,000噸TNT炸藥，與后來報(bào)告的精確數(shù)據(jù)18,600噸當(dāng)量屬同一數(shù)量級。8月7日杜魯門總統(tǒng)宣布：投向日本的是第一顆原子彈，它相當(dāng)于20,000噸TNT炸藥。。。。

E．費(fèi)米1901年生于羅馬，25歲就榮任羅馬大學(xué)第一任理論物理學(xué)教授，自旋為半整數(shù)粒子服從的“費(fèi)米-狄拉克統(tǒng)計(jì)”即他與狄拉克(P.A.M.Dirac)于1926年獨(dú)立地提出來的。因發(fā)現(xiàn)慢中子誘導(dǎo)人工衰變現(xiàn)象他榮獲1938年諾貝而物理學(xué)獎，是20世紀(jì)少有的同時擅長理論與實(shí)驗(yàn)的物理學(xué)家。他熱衷于這種“Back-of-the-envelopemethod”，提出了很多有趣的“費(fèi)米問題”進(jìn)行“毛估”。

“Back-of-the-envelopemethod”既不是胡猜亂說，也不是進(jìn)行精確計(jì)算。它好比可從一舊信封的背面用筆簡單換算就得到八九不離十的結(jié)論，既沒有用繁瑣的公式，也不必直接去測量原始數(shù)據(jù)。這與純經(jīng)驗(yàn)方法(Ruleofthumb)不同，計(jì)算仍是不可或缺的，不過越簡單越好。其實(shí)費(fèi)米事前已經(jīng)掌握了風(fēng)強(qiáng)度與小紙屑從手中飛離距離的關(guān)系，從而可以遠(yuǎn)離核爆現(xiàn)場。

基于巧妙設(shè)計(jì)的毛估在科學(xué)研究中有著廣泛的用途，如獲成功大有事倍工半和四兩撥千斤的效果。例如，在高密高能特殊材料像炸藥和引爆劑的研究中，篩選過程如有密度的毛估就不必對每個候選樣品密度一一測定，這將極大節(jié)省精力和提高效率，這也就是為何密度的預(yù)測長期受到重視的原因。我是從密度毛估的最早一篇文章中知道這個名詞的，請參閱文獻(xiàn)。

無庸贅述，嚴(yán)密的計(jì)算和精確的測定是科學(xué)研究所追求。但是，有的時候有的實(shí)驗(yàn)因種種原因難以甚至無法進(jìn)行，而理論計(jì)算可能因體系過于復(fù)雜難以處理，或因參數(shù)選取不當(dāng)?shù)冉Y(jié)果發(fā)散，那末在事前對期待值如有一大致的了解，做到心中有數(shù)顯然是非常之重要的了。利用簡單儀器和公式得到有意義的結(jié)果為科學(xué)大師們奉為高明，L.Pauling算上其中之一員。

毛估總比不估要好!這是我的老師津津樂道的?！癋oot”和“Ruleofthumb”表示最早人們用腳步和拇指作尺子來估算長度,現(xiàn)今毛估的辦法多樣化了。我們知道,前者已翻譯為英尺,后者似乎可意譯成“根據(jù)經(jīng)驗(yàn)”或“經(jīng)驗(yàn)法則”,但仍不見經(jīng)傳。試問:在中文文獻(xiàn)中我們究竟如何恰當(dāng)?shù)谋磉_(dá)這個“Back-of-the-envelopemethod”為好呢?即使無法直譯,一個合適意譯也非常之需要的!

根據(jù)不同的研究問題提出“Back-of-the-envelopemethod”反映的是做學(xué)問的聰明才智，做研究有用，從事教學(xué)指導(dǎo)學(xué)生也是有用的。李政道先生是E.費(fèi)米的學(xué)生，名師出高徒，好導(dǎo)師必定自己會做學(xué)問，李先生在這方面一定有更多的體會。非常之可惜，大師在他53歲時因患胃癌英年早逝,這是題外話了。對了,你曾遇到甚至自己提出過毛估的絕招嗎?

與“Back-of-the-envelopemethod”相似的還有“Back-of-a-napkin”,在咖啡店的餐巾（紙）上即興記下不朽的樂章或圖畫是大師們的愛好，在方寸之地留下偉大的歷史紀(jì)錄并不罕見！不過科學(xué)家的巧妙設(shè)計(jì)與藝術(shù)家的靈感火花多少有所不同，而相同之點(diǎn)可能都屬于創(chuàng)新吧，或者說都是在玩某種游戲吧。不禁再次請教：這“Back-of-a-napkin”又該如何翻譯才是好呢？

文獻(xiàn)Asimple“backoftheenvelope”methodforestimatingthedensitiesandmolecularvolumesofliquidsandsolids.G.S.Girolami,J.Chem.Educ.,(1994),71(11):962.AAPT-RUPLC252.建模舉例

基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)

轉(zhuǎn)動慣量、磁阻在磁場中的變化規(guī)律、光學(xué)元件的曲率半徑與牛頓環(huán)之間關(guān)系、布拉格公式、自然冷卻規(guī)律、強(qiáng)迫冷卻規(guī)律等

物理實(shí)驗(yàn)下聲波的波動學(xué)規(guī)律研究、測量玻璃的熱膨脹系數(shù)和折射率溫度系數(shù)、梁振動的研究等

近代物理實(shí)驗(yàn)I塞曼效應(yīng)、冉紹爾-湯森效應(yīng)、NaI(Tl)單晶γ

能譜實(shí)驗(yàn)、核磁共振波譜實(shí)驗(yàn)、蓋革-穆勒計(jì)數(shù)器和核衰變的統(tǒng)計(jì)規(guī)律實(shí)驗(yàn)、μ子系列實(shí)驗(yàn)、高頻腔性能測試等學(xué)生在以下物理實(shí)驗(yàn)中要特別注重物理建模：263.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)引導(dǎo)式探究或拼裝開放式探究實(shí)驗(yàn)比菜單式實(shí)驗(yàn)更有利于推動科學(xué)推理。

學(xué)生應(yīng)能提出科學(xué)問題，并開發(fā)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)?zāi)Ｐ秃图僭O(shè)，這往往受到諸如成本、時間、可用的設(shè)備等等局限。

學(xué)生應(yīng)能通過邏輯分析，查出實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)故障加以解決。動手搭建實(shí)驗(yàn)裝置、親自排除系統(tǒng)故障是非常重要的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)。初級推薦：學(xué)生應(yīng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程測試模型、假設(shè)或探索數(shù)據(jù)類型、數(shù)量、范圍和準(zhǔn)確度未知的、可重復(fù)的準(zhǔn)確結(jié)果例：向?qū)W生提出物理方面的開放性問題，要求利用現(xiàn)有條件設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)高級推薦：能定義課題范圍，提煉問題，以用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)資源解答例：能自主提出課題，提出更多假設(shè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，檢驗(yàn)假設(shè)。應(yīng)依據(jù)數(shù)據(jù)類別、數(shù)據(jù)量、精度、安排或設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)研究以獲得可重復(fù)的準(zhǔn)確結(jié)果例：學(xué)生做計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)時注意通過相應(yīng)√N(yùn)統(tǒng)計(jì)誤差，估計(jì)數(shù)據(jù)采集時間長度閱讀文獻(xiàn)改善實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)AAPT-RUPLC27初級推薦：應(yīng)動手搭建裝置，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，采集數(shù)據(jù)檢驗(yàn)?zāi)Ｐ秃图僭O(shè)學(xué)會初步的故障排除例：確定設(shè)備已調(diào)好水平，天平或傳感器已調(diào)零等。應(yīng)知道其實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的局限性，包括潛在的誤差設(shè)備搭建與測試高級推薦：能根據(jù)現(xiàn)有時間、費(fèi)用、資源等條件,設(shè)計(jì)與搭建裝置,開展實(shí)驗(yàn).應(yīng)有條理地，依據(jù)邏輯順序排除故障，改善實(shí)驗(yàn)及裝置設(shè)計(jì)。例：排除電子設(shè)備故障、調(diào)節(jié)光路，真空檢漏等應(yīng)理解其實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的局限性，包括潛在的系統(tǒng)誤差例：某種光探測器效率和波長有關(guān)，在測量光譜時應(yīng)考慮到此因素評估設(shè)計(jì)加以改進(jìn)3.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(續(xù)1)AAPT-RUPLC28初級推薦：應(yīng)學(xué)生應(yīng)反饋實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并考慮設(shè)計(jì)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，并建議改進(jìn)設(shè)計(jì)。例：在初級階段，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課上可能沒有時間重新設(shè)計(jì)，重做實(shí)驗(yàn)，但值得考慮可以如何改進(jìn)。學(xué)生應(yīng)按小組共同設(shè)計(jì)、搭建實(shí)驗(yàn)裝置。例：學(xué)生按照小組有效地設(shè)計(jì)和搭建實(shí)驗(yàn)裝置高級推薦：學(xué)生應(yīng)反饋實(shí)驗(yàn)結(jié)果并有機(jī)會改進(jìn)設(shè)計(jì).學(xué)生應(yīng)按小組共同設(shè)計(jì)、搭建實(shí)驗(yàn)裝置。例：學(xué)生可根據(jù)項(xiàng)目自行分工，但應(yīng)觀察和理解各部分的實(shí)驗(yàn)過程合作3.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(續(xù)2)評估設(shè)計(jì)加以改進(jìn)理解設(shè)計(jì)改進(jìn)設(shè)計(jì)部分設(shè)計(jì)整體設(shè)計(jì)AAPT-RUPLC293.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)舉例

基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)測定形狀復(fù)雜質(zhì)量分布不均勻剛體的轉(zhuǎn)動慣量，驗(yàn)證轉(zhuǎn)動慣量的平行軸定理、液氮比汽化熱的測量實(shí)驗(yàn)中理解“間接測量法”、量子論實(shí)驗(yàn)、X光實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中理解如何通過測量宏觀物理量，得知微觀物理量（原子的第一激發(fā)電位、晶體的晶面間距等）

物理實(shí)驗(yàn)下利用干涉方法測量玻璃的熱膨脹系數(shù)和折射率溫度系數(shù)、運(yùn)過光學(xué)散件搭建光柵光譜儀；

近代物理實(shí)驗(yàn)I在選作實(shí)驗(yàn)階段，學(xué)生應(yīng)動手搭建裝置，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，采集數(shù)據(jù)檢驗(yàn)?zāi)Ｐ秃图僭O(shè)；學(xué)生應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的反饋，考慮設(shè)計(jì)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，并改進(jìn)設(shè)計(jì)，或提出改進(jìn)設(shè)計(jì)的建議；學(xué)生可按小組共同設(shè)計(jì)、搭建實(shí)驗(yàn)裝置；學(xué)生應(yīng)理解其實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的局限性，包括潛在的系統(tǒng)誤差。等學(xué)生在以下物理實(shí)驗(yàn)中要注重實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：液氮的比汽化熱的測量液氮比汽化熱銅柱放出的熱量水放出的熱量熱交換鋁杯和攪拌器放出的熱量基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)理解熱交換理解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路干涉法測量光的波長光源的選擇產(chǎn)生干涉的裝置觀察干涉條紋的裝置用菲涅耳雙棱鏡測量光的波長實(shí)驗(yàn)裝置用菲涅耳雙棱鏡實(shí)現(xiàn)光干涉原理物理實(shí)驗(yàn)(上)設(shè)計(jì)理解利用干涉方法測量玻璃的熱膨脹系數(shù)和折射率溫度系數(shù)實(shí)驗(yàn)的目的、意義和要求

本實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生使用光學(xué)干涉方法來測量一種玻璃材料的熱膨脹系數(shù)和折射率溫度系數(shù)。

32綜合性物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)理解+理解綜合物理實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路？實(shí)驗(yàn)原理光學(xué)儀器常常需要在高溫或低溫的條件下使用。當(dāng)光學(xué)儀器在不同溫度下使用時,其光學(xué)元件材料的熱學(xué)性質(zhì)，包括熱膨脹系數(shù)和折射率溫度系數(shù)，會直接影響它的光學(xué)性質(zhì)。熱膨脹系數(shù)β的定義:β=dL/(L*dT)，折射率溫度系數(shù)γ的定義:

γ=dn/dT

L-材料長度、T-溫度、n-折射率。33實(shí)驗(yàn)裝置與器材1.樣品：實(shí)驗(yàn)所用的樣品由均勻各向同性的冕牌K8玻璃制成，如圖1所示。其中A是被切去一部份的玻璃圓柱體，上下表面基本平行；B和B’是兩塊也被切去一部份的圓形玻璃板，每塊玻璃板的上下表面不平行。三塊玻璃A、B、B’膠合成一體，如圖1所示（膠的折射率與玻璃相同，厚度可以忽略不計(jì)）其中Q為熱量，h為熱傳導(dǎo)因子，A為熱量傳遞時所用表面積，Tenv為環(huán)境溫度環(huán)境溫度和物體溫度差小于25度時，牛頓冷卻定律為:342.加熱裝置：該實(shí)驗(yàn)的加熱裝置如圖2所示，圖中電爐右邊的旋鈕用于調(diào)節(jié)電爐溫度。大鋁塊中間有一個圓柱形的樣品腔，樣品可放在其中。小鋁塊上有兩個孔，小孔可用于通光，大孔可用來插溫度計(jì)的探頭。如要對樣品加熱，可先小心地將樣品滑入大鋁塊的樣品腔中（這時應(yīng)將大鋁塊傾斜，以防樣品撞碎），再放入小鋁塊，然后把整個大鋁塊放入電爐上的鋼杯中，就可以對樣品加熱。3.光源支架：如圖3所示，在支架的上部裝有He-Ne激光器及其電源，在激光器的下面有一個傾斜的擱架，上面擱放了一塊帶小孔的平板，貼有方格紙，可用作觀察屏。支架底部有三個腳，C腳是固定的，不可調(diào)節(jié)，A腳和B腳可以調(diào)節(jié)。加熱裝置可作干涉4.樣品平臺：光源支架底部有一圓形平臺，用于放置樣品或電爐，其底部有三個腳a、b、c，高低可調(diào)，見圖3。5.數(shù)字式溫度計(jì)6.直尺：7.水盆：（內(nèi)有冷卻用水）每塊玻璃板的上下表面不平行條紋觀察屏實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)裝置的調(diào)節(jié)激光分別近正入射到a、b、c三個區(qū)域時，其反射光應(yīng)有幾個光斑（不考慮多次反射）？為什么玻璃樣品要設(shè)計(jì)成如此形狀？光斑射在觀察屏上的不同位置，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有什么影響？如何減小？3536

物理系査凡實(shí)驗(yàn)報(bào)告

測量玻璃的熱膨脹系數(shù)β和折射率溫度系數(shù)γ。選擇不同的實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行測量。通過測量結(jié)果的比較，確定較為理想的實(shí)驗(yàn)條件。在相同的實(shí)驗(yàn)條件下，測量β和γ的值。測量玻璃A,B,B'的楔角。（選做）驗(yàn)證牛頓冷卻規(guī)律。已知：激光的波長λ=632.8nm，樣品中玻璃圓柱體A的高度L=10.12±0.05mm，該玻璃對應(yīng)此波長在測量溫度范圍內(nèi)的平均折射率為n=1.515，要求測出該玻璃的溫度在30℃－80℃范圍內(nèi)的熱膨脹系數(shù)β和折射率溫度系數(shù)γ。（在測量溫度范圍內(nèi)β和γ可視為常數(shù)）。注意事項(xiàng)將樣品放入大鋁塊樣品腔中時，為避免樣品撞碎，應(yīng)將大鋁塊傾斜，小心地讓樣品慢慢地滑入樣品腔的底部。實(shí)驗(yàn)時可連續(xù)升溫，邊升溫邊測數(shù)據(jù)，以免時間不夠。對樣品加熱時可把電爐的旋鈕旋到最大，當(dāng)溫度到達(dá)70℃左右，立即將旋鈕旋到最小，停止加熱。在加熱的過程中，左邊的加熱指示燈會變暗又變亮，這是儀器在自動控制溫度，不用理會。大鋁塊樣品腔中的樣品加熱后，自然冷卻很慢。如要它快速冷卻，可以先將加熱過的放有大鋁塊的鋼杯放入水盆中，冷卻一段時間后（至少5分鐘），再用毛巾小心地裹著大鋁塊將它直接放入水中，加速冷卻。小心燙手！冷卻后擦干，仍放回鋼杯中，可再次加熱。電爐切不可用水冷卻，以免短路。實(shí)驗(yàn)操作完成后，應(yīng)及時關(guān)斷電爐的電源，以免過熱。類似的方法可以求出折射率溫度系數(shù)γ。37

光柵光譜儀的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)的目的、意義和要求本實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生進(jìn)一步了解單色儀，學(xué)會利用單色儀測量透射光譜、吸收光譜，了解各種光源光譜特性。建立合適模型，選擇合適光源來測量光譜儀響應(yīng)曲線。學(xué)會分辨光譜中的信號和噪聲。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來判斷測量得到的光譜中是否包含次級光譜。物理實(shí)驗(yàn)(下)：光路調(diào)節(jié)38WGD-3型組合式多功能光柵光譜儀、溴鎢燈、高壓汞燈、汞燈、氫燈、鈉燈、LED、白熾燈、日光燈、樣品池、硫酸銅溶液、鐵氰化鉀溶液、試管、量筒、不同波長的濾色片。WGD-3型組合式多功能光柵光譜儀采用Czemy-Turne(C-T)對稱式光路架構(gòu)，每毫米1200條光柵；光譜儀采用的探測器為濱松公司生產(chǎn)的CR114型光電倍增管（photomultipliertubesorPMT)實(shí)驗(yàn)裝置3940使用散件搭建光柵光譜儀復(fù)旦物理系

劉宇軒同學(xué)搭建41初級推薦：應(yīng)會運(yùn)用實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備進(jìn)行一致性的測量例：在初級階段，學(xué)生應(yīng)至少會測量時間、距離、質(zhì)量、溫度、電壓、電流等。應(yīng)能理解設(shè)備的局限，并會運(yùn)用恰當(dāng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備測量。例：在測量長度時，能選擇恰當(dāng)設(shè)備（直尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測微器）。應(yīng)會使用各種模擬和數(shù)字儀器做實(shí)驗(yàn)，并確定測量不確定度。例：從手冊或網(wǎng)上查知萬用表讀數(shù)的不確定度。應(yīng)知道每一實(shí)驗(yàn)設(shè)備都有相應(yīng)的不確定度。高級推薦：應(yīng)能理解測量儀器設(shè)備，會根據(jù)課堂內(nèi)容做相關(guān)實(shí)驗(yàn)例：在光學(xué)實(shí)驗(yàn)室做相關(guān)光學(xué)實(shí)驗(yàn)（如光束質(zhì)量和特質(zhì)）構(gòu)建光學(xué)系統(tǒng)（如干涉儀、量子光學(xué)/單光子實(shí)驗(yàn)）應(yīng)利用和理解測量設(shè)備和傳感器的局限。例：根據(jù)光波長確定采光光學(xué)器件：InSaAs光二極管、硅光二極管、PMT、NaI晶體等。學(xué)生應(yīng)做若干不同的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)例:(光子、粒子)計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn);小信號測量(鎖相放大器);共振測量(如原子或核磁共振);譜測量(如時序);精密測量(如遠(yuǎn)優(yōu)于實(shí)驗(yàn)室常見的1%)4.實(shí)驗(yàn)技巧學(xué)生應(yīng)學(xué)會用基本設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，正確做好實(shí)驗(yàn)記錄，選擇恰當(dāng)設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。應(yīng)用電腦采集、分析數(shù)據(jù)，并能到位地解釋數(shù)據(jù)的可靠性。測量儀器和設(shè)備AAPT-RUPLC42初級推薦：應(yīng)擴(kuò)展實(shí)用動手實(shí)驗(yàn)技巧例：搭建和分析簡單電路推薦：應(yīng)能運(yùn)用現(xiàn)已常見的數(shù)據(jù)采集工具(如視頻)采集物理數(shù)據(jù)例：學(xué)會使用視頻運(yùn)動跟蹤軟件計(jì)算如運(yùn)動員跳高模型推薦：應(yīng)能在實(shí)驗(yàn)記錄本上記載并組織實(shí)驗(yàn)觀察、數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。例：能在實(shí)驗(yàn)記錄本上敘述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，描繪設(shè)備，記錄測量過程，記錄數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析高級推薦：學(xué)生應(yīng)有機(jī)會擴(kuò)展某些實(shí)用的動手實(shí)驗(yàn)技巧。例：焊接、金加工、真空器件的搭建和故障排除，光路調(diào)整，自動化測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)接口推薦：會用計(jì)算機(jī)連接測量設(shè)備采集數(shù)據(jù)例：用商業(yè)軟件，如LabVIEW，和數(shù)據(jù)采集工具連接實(shí)驗(yàn)設(shè)備。推薦：實(shí)驗(yàn)記錄本例：記錄本條目形式、處理記載錯誤、記錄本用法等方面應(yīng)比初級實(shí)驗(yàn)更精致、更可信。4.實(shí)驗(yàn)技巧(續(xù))在整個本科期間應(yīng)擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)技巧。實(shí)踐技巧AAPT-RUPLC434.實(shí)驗(yàn)技能舉例

基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)(1)掌握基本實(shí)驗(yàn)儀器的使用方法，能進(jìn)行一致性的測量，理解設(shè)備的局限；(2)搭建和調(diào)整簡單電路、光路的基本功訓(xùn)練；(3)了解重要的實(shí)驗(yàn)方法(間接測量法等);(4)會使用計(jì)算機(jī)采集卡采集數(shù)據(jù)，使用計(jì)算機(jī)處理視頻文件獲取數(shù)據(jù)；

物理實(shí)驗(yàn)下(1)熟練掌握基本實(shí)驗(yàn)儀器的使用方法，(2)學(xué)會搭建和調(diào)整電路、可見光和微波光路：(3)了解重要的綜合物理實(shí)驗(yàn)方法;(4)會運(yùn)用編制軟件(LabVIEW),并通過計(jì)算機(jī)接口采集數(shù)據(jù)。

近代物理實(shí)驗(yàn)I(1)掌握基本實(shí)驗(yàn)儀器的使用方法，主要有：光子、粒子計(jì)數(shù)器、鎖相放大器、核磁共振儀，網(wǎng)絡(luò)分析儀、并熟悉光譜儀和示波器的高級使用方法。(2)搭建和調(diào)整電路、光路：(3)了解重要的實(shí)驗(yàn)方法，微小信號的放大（光泵磁共振）等(4)會通過計(jì)算機(jī)接口采集數(shù)據(jù)學(xué)生在以下物理實(shí)驗(yàn)中要注重實(shí)驗(yàn)技能：基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)4實(shí)驗(yàn)技能學(xué)生應(yīng)學(xué)會用基本實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，正確做好實(shí)驗(yàn)記錄，選擇恰當(dāng)設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。應(yīng)用電腦采集、分析數(shù)據(jù)，并能到位地解釋數(shù)據(jù)的可靠性。(1)掌握基本實(shí)驗(yàn)儀器的使用方法，主要有：電子天平、游標(biāo)卡尺、數(shù)字示波器、信號發(fā)生器、X光機(jī)、讀數(shù)顯微鏡等；能進(jìn)行一致性的測量，會測量時間、距離、質(zhì)量、溫度、電壓、電流、頻率、光強(qiáng)等；理解設(shè)備的局限，針對不同尺度的物理量，會運(yùn)用恰當(dāng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備測量；

(2)搭建和調(diào)整簡單電路、光路的基本功訓(xùn)練，包括學(xué)會光學(xué)系統(tǒng)的共軸調(diào)節(jié)，成像正確位置判斷等、透鏡位置的正確讀數(shù)、并能比較各種測量方法的優(yōu)缺點(diǎn)、測量范圍及步長的確定、時間的合理分配、儀器的定標(biāo)；(3)了解重要的實(shí)驗(yàn)方法，如比較法、混合法（間接測量法）、放大法等。學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)和進(jìn)行定性半定量實(shí)驗(yàn)；掌握動態(tài)稱衡、“先粗后精”等測量手段。(4)會使用計(jì)算機(jī)采集卡采集數(shù)據(jù)，使用計(jì)算機(jī)處理視頻文件獲取數(shù)據(jù)；44基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)了解測試邏輯結(jié)構(gòu)；

電壓、時間、頻率的測量；

李沙育圖形的獲得和解釋；

在USB存儲器上記錄數(shù)據(jù)、圖形；逐差法/doc/6531940.html逐差法/u/184/archives/2010/10460.html技術(shù)技巧的分層次學(xué)習(xí)舉例

數(shù)字示波器的功能物理實(shí)驗(yàn)通過數(shù)字示波器USB接口和電腦連接；作為高頻信號（~百kHz、~MHz）的信號采集；近代物理實(shí)驗(yàn)

高級功能，如

觸發(fā)、

儀器的遠(yuǎn)程控制45在物理實(shí)驗(yàn)下中增加Arduino、接口、LabVIEW等教學(xué)實(shí)驗(yàn)室參數(shù)檢測儀（沈金輝同學(xué)）46數(shù)字示波器的功能近代物理實(shí)驗(yàn)：觸發(fā)示波器可能不為人知的十二般武藝/BLOG_ARTICLE_5198.HTM?click_from=eet&jumpto=view_welcomead_forum_1414043617150高級觸發(fā)功能，如AB雙重事件觸發(fā)、窗口觸發(fā)、邏輯認(rèn)證等等都有助于隔離問題，速度比在采集后搜索上百萬個數(shù)據(jù)樣本快很多。數(shù)字示波器的功能基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)：電壓、時間、頻率的測量，USB存儲物理實(shí)驗(yàn)：USB接口及采集編程近代物理：觸發(fā)

儀器的遠(yuǎn)程控制

示波器的觸發(fā)功能可在信號中的正確點(diǎn)進(jìn)行同步水平掃描，對明確的信號檢定而言，是不可缺少的。觸發(fā)控制器允許您穩(wěn)定重復(fù)波形并捕捉單次觸發(fā)波形。

在高速調(diào)試應(yīng)用中，您的電路可能會工作99.999%或更長的時間。而正是.001%的時間會造成您的系統(tǒng)崩潰或正是您需要更詳細(xì)分析波形的一部分。高級觸發(fā)功能，如AB雙重事件觸發(fā)、窗口觸發(fā)、邏輯認(rèn)證等等都有助于隔離問題，速度比在采集后搜索上百萬個數(shù)據(jù)樣本快很多。47只需打開瀏覽器，輸入示波器的IP地址，就可接入示波器。許多示波器，甚至基本型示波器，不僅可在實(shí)驗(yàn)室中聯(lián)網(wǎng)，還可設(shè)置為可在線訪問的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。示波器可能不為人知的十二般武藝/BLOG_ARTICLE_5198.HTM?click_from=eet&jumpto=view_welcomead_forum_1414043617150數(shù)字示波器的功能近代物理實(shí)驗(yàn)：遠(yuǎn)程控制11儀器的遠(yuǎn)程控制

11您是否曾有過這樣的經(jīng)歷：離開實(shí)驗(yàn)室之前忘記檢查測量值或保存測試結(jié)果？沒有特殊軟件工具就無法遠(yuǎn)程訪問示波器了嗎？幸運(yùn)地是，只需打開瀏覽器，輸入示波器的IP地址，就可輕松接入示波器。許多示波器，甚至基本型示波器，不僅可在實(shí)驗(yàn)室中聯(lián)網(wǎng)，還可設(shè)置為可在線訪問的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。48初級推薦：用計(jì)算機(jī)做基本數(shù)據(jù)分析例：做基本統(tǒng)計(jì)分析，如算平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差;推薦：會恰當(dāng)作圖，并會從圖中提取信息例：做基本曲線模擬，并從模擬參數(shù)中獲得物理量。高級推薦：用計(jì)算機(jī)做高級數(shù)據(jù)分析例:作圖表，曲線擬合，精通基本統(tǒng)計(jì)分析，會做高級統(tǒng)計(jì)分析(如泊松統(tǒng)計(jì)、相關(guān)性、貝葉斯分析、置信區(qū)間)。推薦：會用和實(shí)驗(yàn)相關(guān)的方法表示數(shù)據(jù)，并從圖中提取信息例：根據(jù)需要用不同圖表達(dá)數(shù)據(jù)(線性-線性,log-log,線性-log,伯德圖、極坐標(biāo));會做曲線模擬，并從模擬參數(shù)中獲得物理量。學(xué)會LabVIEW編程,動態(tài)顆粒跟蹤分析5.數(shù)據(jù)分析和可視化-應(yīng)會用統(tǒng)計(jì)方法分析數(shù)據(jù)并分析數(shù)據(jù)有效性和限制;-選擇正確方法作圖、作數(shù)據(jù)擬合并獲得物理量;分析技巧AAPT-RUPLC維基百科：在統(tǒng)計(jì)學(xué)中，一個概率樣本的置信區(qū)間（Confidenceinterval）是對這個樣本的某個總體參數(shù)的區(qū)間估計(jì)。置信區(qū)間展現(xiàn)的是這個參數(shù)的真實(shí)值有一定概率落在測量結(jié)果的周圍的程度。置信區(qū)間給出的是被測量參數(shù)的測量值的可信程度，即前面所要求的“一定概率”。這個概率被稱為置信水平。舉例來說，如果在一次大選中某人的支持率為55%，而置信水平0.95上的置信區(qū)間是（50%,60%），那么他的真實(shí)支持率有百分之九十五的機(jī)率落在百分之五十和百分之六十之間，因此他的真實(shí)支持率不足一半的可能性小于百分之2.5（假設(shè)分布是對稱的）。如例子中一樣，置信水平一般用百分比表示，因此置信水平0.95上的置信區(qū)間也可以表達(dá)為：95%置信區(qū)間。置信區(qū)間的兩端被稱為置信極限。對一個給定情形的估計(jì)來說，置信水平越高，所對應(yīng)的置信區(qū)間就會越大。即要想提高置信水平，就要放寬置信空間。360百科：貝葉斯分析方法貝葉斯方法是基于貝葉斯定理而發(fā)展起來用于系統(tǒng)地闡述和解決統(tǒng)計(jì)問題的方法。一個完全的貝葉斯分析（fullBayesiananalysis）包括數(shù)據(jù)分析、概率模型的構(gòu)造、先驗(yàn)信息和效應(yīng)函數(shù)的假設(shè)以及最后的決策（Lindley，2000）。貝葉斯推斷的基本方法是將關(guān)于未知參數(shù)的先驗(yàn)信息與樣本信息綜合，再根據(jù)貝葉斯定理，得出后驗(yàn)信息，然后根據(jù)后驗(yàn)信息去推斷未知參數(shù)基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)初步掌握手工和計(jì)算機(jī)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法，包括：有效數(shù)字及運(yùn)算、不確定度評定、列表、手工作圖、最小二乘法直線擬合獲得物理量、測量不確定度評定。嘗試用盡可能恰當(dāng)?shù)淖鲌D方式表達(dá)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。物理實(shí)驗(yàn)下用計(jì)算機(jī)做基本的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，會做基本曲線模擬，并從模擬參數(shù)中獲得物理量；會合理評估實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不確定度。近代物理實(shí)驗(yàn)用計(jì)算機(jī)做高級數(shù)據(jù)分析，如計(jì)算置信區(qū)間等；會用和實(shí)驗(yàn)相關(guān)的可視化方法（如三維作圖、偽彩色等）表示復(fù)雜的數(shù)據(jù)，并從圖中提取信息；用專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行不確定度評定和不確定度傳遞;掌握與實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目相稱的各種數(shù)據(jù)分析和評估工具；495.數(shù)據(jù)分析和可視化基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)

初步掌握手工和計(jì)算機(jī)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法，包括：有效數(shù)字及運(yùn)算、不確定度評定、列表、手工作圖、最小二乘法直線擬合獲得物理量、測量不確定度評定。

嘗試用盡可能恰當(dāng)?shù)淖鲌D方式表達(dá)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。物理實(shí)驗(yàn)下

用計(jì)算機(jī)做基本的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，會做基本曲線模擬，并從模擬參數(shù)中獲得物理量；

會合理評估實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不確定度。近代物理實(shí)驗(yàn)

用計(jì)算機(jī)做高級數(shù)據(jù)分析，如計(jì)算置信區(qū)間等；

會用和實(shí)驗(yàn)相關(guān)的可視化方法（如三維作圖、偽彩色等）表示復(fù)雜的數(shù)據(jù)，并從圖中提取信息；

用專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行不確定度評定和不確定度傳遞;掌握與實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目相稱的各種數(shù)據(jù)分析和評估工具；50初級推薦：會合理評估實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不確定度例：會使用最弱連接規(guī)則（WLR）、

或符合測量不確定度表達(dá)指南(GUM)的方法，或其他合適方法。推薦：學(xué)生應(yīng)會使用數(shù)據(jù)可視化方法，并會加以解釋例：紅外影像假彩色的表示僅與其數(shù)值相關(guān)，而同其真實(shí)外觀色彩無關(guān)。高級推薦：用專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行不確定度分析例:應(yīng)會用測量不確定度表達(dá)指南(GUM)和國科所(NIST)標(biāo)準(zhǔn)，或其他公認(rèn)的不確定度分析方法推薦：會使用算法處理空間數(shù)據(jù)組，并用高級分析工具解釋例：通過局部刪選處理數(shù)字圖像數(shù)據(jù)，使圖像更光滑或邊沿更尖銳；等高線繪圖軟件可以根據(jù)場數(shù)據(jù)繪圖，如用于預(yù)示在尖銳電極附近某處更易發(fā)生放電擊穿學(xué)會LabVIEW編程,動態(tài)顆粒跟蹤分析5.數(shù)據(jù)分析和可視化(續(xù))-通過計(jì)算進(jìn)行不確定度評定和不確定度傳遞;-學(xué)生將掌握與學(xué)習(xí)項(xiàng)目相稱的各種數(shù)據(jù)分析和評估工具分析技巧AAPT-RUPLCCombineTwoorMoreUncertainQuantities

Supposethatyoucombinetwoormoreuncertainquantitiesbyadding,subtracting,multiplyingordividing.Whatistheuncertaintyoftheresult?Theweakestlinkisaquickandgeneralruleforcalculatingthisuncertainty:Acalculatedvalueisnomoreprecisethantheleastprecisevaluethatwentintothecalculation.Morespecifically,tofindtheuncertaintyinacalculatedquantity.(1)Estimatetheuncertaintiesofthequantitiesundercalculation.(2)Calculatetheirpercentuncertainties.(3)Determinetheleastprecisevalue(theonewithgreatestpercentuncertainty).(4)Assignthecalculatedquantitythesamepercentuncertaintyasthatoftheleastprecisequantityusedtocalculateit.(5)Figuretheuncertaintyinthecalculatedvalue.

Asanexampleofusingtheweakestlinkrule,supposethatyouwishtocalculatetheareaAofarectangularhomewhoselengthandwidthare:

Thehomeareaistheproductofitslengthandwidth:

(Thisvaluewillberoundedofflater).WewillusethefivestepsintheweakestlinkruletofindtheuncertaintyinA.(1)Theuncertaintyinthelengthandwidtharegivenabove.(2)Thepercentuncertaintiesare:

(3)Listheleastprecisequantitybecauseofitslargerpercentuncertainty.(4)Accordingtothelinkrule,AhasthesamepercentuncertaintyasL,thatis3%(5)Thus,theareaanditsuncertaintyare/research/lab110g/html/UNCERTAN.html51初級推薦：應(yīng)會從問題出發(fā)形成科學(xué)論據(jù)，評估證據(jù)，得出觀點(diǎn)，并獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)論。高級推薦：同左6.學(xué)術(shù)交流a得出結(jié)果,提出想法,展示給聽眾、讀者、研究者和評估者。實(shí)驗(yàn)課是發(fā)展科學(xué)的交流技能的最佳場所。創(chuàng)造和展示輸出相對于輸入只是振幅和相位發(fā)生了變化，而頻率是不變的·而伯德圖就是在輸入的所有頻率上，這里包括我們經(jīng)常說的低頻段、中頻段和高頻段·對每個頻率段取幾個點(diǎn)，然后進(jìn)行運(yùn)算，算增益，算相位差，再轉(zhuǎn)換成對數(shù)，然后就可以在伯德圖上面描點(diǎn)，AAPT-RUPLCb應(yīng)能根據(jù)實(shí)驗(yàn)證據(jù)展示推理論點(diǎn),如圖、表有不確定度的數(shù)據(jù)結(jié)果。運(yùn)用技術(shù)交流的若干標(biāo)準(zhǔn)元素找出科學(xué)論據(jù)例：在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)會使用術(shù)語描述物理內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)設(shè)備例：用有效數(shù)字和不確定度描述測量。例：用表格或圖展示數(shù)據(jù)例：用草圖描述實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)推薦：同左例：同左例：同左例：同左例：同左52初級推薦：應(yīng)能口頭和書面有效交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果，能注意到實(shí)驗(yàn)結(jié)果轉(zhuǎn)換成高級實(shí)驗(yàn)室開展學(xué)術(shù)交流時真實(shí)形式。會用實(shí)驗(yàn)記錄本記錄實(shí)驗(yàn)的重要方面例：對初學(xué)者，記錄本中應(yīng)有實(shí)驗(yàn)裝置草圖、描述實(shí)驗(yàn)過程、記錄數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)分析。高級推薦：應(yīng)能用學(xué)術(shù)交流的真實(shí)形式、嚴(yán)格規(guī)則，口頭和書面交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果。例：期刊文章、會議口頭報(bào)告、科學(xué)墻報(bào)6.學(xué)術(shù)交流(續(xù)1)c所有展示方式都應(yīng)按真實(shí)的規(guī)則:技術(shù)備忘、技術(shù)報(bào)告、期刊文章、會議口頭報(bào)告、科學(xué)墻報(bào)。創(chuàng)造和展示|續(xù)AAPT-RUPLC53初級推薦：應(yīng)會區(qū)分觀點(diǎn)、理論背景、實(shí)驗(yàn)證據(jù)、連接所有論據(jù)的邏輯關(guān)聯(lián)能解釋技術(shù)交流的多種標(biāo)準(zhǔn)手段例：會解釋術(shù)語、含不確定度的數(shù)值結(jié)果、表格、圖。學(xué)生能評估自己的展示報(bào)告的質(zhì)量、科學(xué)論據(jù)、展示風(fēng)格。高級推薦：同左推薦：同左例：還會解釋復(fù)雜術(shù)語學(xué)生能評估并批評自己的展示報(bào)告的質(zhì)量、科學(xué)論據(jù)、整體風(fēng)格。解釋和評估6.學(xué)術(shù)交流(續(xù)2)546.學(xué)術(shù)交流(續(xù)3)d通過團(tuán)隊(duì)合作提高人際溝通能力合作初級推薦：應(yīng)在實(shí)驗(yàn)記錄本上通過書面總結(jié)解釋工作的細(xì)節(jié),作為整體科研過程的一個部分，學(xué)生應(yīng)能按小組有效地計(jì)劃和開展實(shí)驗(yàn)、討論細(xì)節(jié)。高級推薦：應(yīng)能評價他人工作，并提出建設(shè)性建議以改進(jìn)同行的科研和學(xué)術(shù)報(bào)告例：學(xué)生參加模擬同行評審學(xué)生應(yīng)能將實(shí)驗(yàn)記錄本用作組織更復(fù)雜實(shí)驗(yàn)研究的工具，并記錄口頭、書面報(bào)告中提到的實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)。（同左）AAPT-RUPLC基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)在學(xué)術(shù)交流中，應(yīng)會從問題出發(fā)形成科學(xué)論據(jù)，評估證據(jù)，得出觀點(diǎn)，并獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)論。學(xué)會實(shí)驗(yàn)記錄：包括實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄，遵守實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)記錄的規(guī)范；學(xué)會用科學(xué)術(shù)語表達(dá)問題和回答問題，能正確地撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告（報(bào)告的格式要求，會用基本的圖表來說明實(shí)驗(yàn)結(jié)果，能給實(shí)驗(yàn)結(jié)果以定性的評價）；提高在實(shí)驗(yàn)前后、實(shí)驗(yàn)中，與教師和同學(xué)有效地開展口頭交流討論的能力；通過團(tuán)隊(duì)合作提高人際溝通能力。物理實(shí)驗(yàn)下在學(xué)術(shù)交流中，應(yīng)會從問題出發(fā)形成科學(xué)論據(jù)，評估證據(jù)，得出觀點(diǎn)，并獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)論。學(xué)會實(shí)驗(yàn)記錄：包括實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄，通過書面總結(jié)解釋工作的細(xì)節(jié)，遵守實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)記錄的規(guī)范；學(xué)會用科學(xué)術(shù)語表達(dá)問題和回答問題，能正確地撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告（報(bào)告的格式要求，會用基本的圖表來說明實(shí)驗(yàn)結(jié)果，能給實(shí)驗(yàn)結(jié)果以定性的評價）；在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中應(yīng)會區(qū)分觀點(diǎn)、理論背景、實(shí)驗(yàn)證據(jù)、連接所有論據(jù)的邏輯關(guān)聯(lián)；應(yīng)能就實(shí)驗(yàn)結(jié)果開展有效的口頭交流，并能評估本人展示報(bào)告的質(zhì)量、科學(xué)論據(jù)和展示風(fēng)格。近代物理實(shí)驗(yàn)6學(xué)術(shù)交流：在學(xué)術(shù)交流中，應(yīng)會從問題出發(fā)形成科學(xué)論據(jù)，評估證據(jù)，得出觀點(diǎn)，并獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)論。提高實(shí)驗(yàn)記錄質(zhì)量，包括實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄；學(xué)生應(yīng)能將實(shí)驗(yàn)記錄本用作組織更復(fù)雜實(shí)驗(yàn)研究的工具，并記錄口頭、書面報(bào)告中提到的實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)；應(yīng)能用學(xué)術(shù)交流的真實(shí)形式、嚴(yán)格規(guī)則，口頭（seminar）和書面（期刊文章或?qū)W術(shù)墻報(bào)）交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果；學(xué)會用科學(xué)術(shù)語表達(dá)問題和回答問題，在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中應(yīng)會區(qū)分觀點(diǎn)、理論背景、實(shí)驗(yàn)證據(jù)、連接所有論據(jù)的邏輯關(guān)聯(lián)；學(xué)生能評估并批評自己的展示報(bào)告的質(zhì)量、科學(xué)論據(jù)、整體風(fēng)格；應(yīng)能評價他人工作，并提出建設(shè)性建議以改進(jìn)同行的科研和學(xué)術(shù)報(bào)告。3教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)目的的區(qū)別教學(xué)目標(biāo)(LearningGoal):

陳述一般結(jié)果generaloutcome目的(LearningObjective):

具體課程內(nèi)容、理解水平相關(guān)，要求學(xué)生對教材和實(shí)驗(yàn)的掌握程度。WhatisthedifferencebetweenaLearningGoalandLearningObjective?教學(xué)目標(biāo)和目的的區(qū)別目標(biāo):AGOALisastatementofgeneraloutcome.

總的收獲目的:AnOBJECTIVEisastatementreferringtospecificcoursecontentandlevelofunderstandingthatisexpectedfromthestudentsregardingthatmaterial.ALearningobjectiveisoneofseveralspecificstatementsthatwhenachievedcontributestoachievingageneralgoalofthecourse.和具體課程內(nèi)容相關(guān)，對教材的掌握程度

55教學(xué)目標(biāo)

教學(xué)目標(biāo)有三部分。

(JenkinsandUnwin,1996;Arreola,1998)1.描述學(xué)生能做什么--行為；

2.學(xué)生從事實(shí)驗(yàn)的條件–

條件

3.確定實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)的判據(jù)--可測判據(jù)教學(xué)目的:“

給定一組數(shù)據(jù)，學(xué)生能計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差。”

判據(jù)(隱含)–計(jì)算結(jié)果應(yīng)當(dāng)正確56

教學(xué)目的Alearningobjective

hasthreemajorcomponents(JenkinsandUnwin,1996;Arreola,1998):1.Adescriptionofwhatthestudentwillbeabletodo–behavior.行為2.Theconditionsunderwhichthestudentwillperformthetask–condition條件3.Thecriteriaforperformanceevaluation–measurablecriterion.可測判據(jù)Objective:“Givenasetofdatathestudentwillbeabletocomputethestandarddeviation.”

Criterion(implied)–thenumbercomputedwillbecorrect教學(xué)目標(biāo)：

考察支持地球板塊運(yùn)動的證據(jù)教學(xué)目的：知識：地殼板塊定義、名稱理解：講解板塊怎樣相互運(yùn)動應(yīng)用：演示地磁場用于定義方位分析：確定板塊隨時間運(yùn)動

57深度FromUniv.ofColoradoHowmanygoalsandobjectivesshouldacoursehave?多少適宜課程教學(xué)目標(biāo)

(每門課程5-10項(xiàng))論題教學(xué)目標(biāo)

(每個主題1-5項(xiàng);

每門課程5-50項(xiàng))每堂課教學(xué)目的

(每堂課3-5項(xiàng);

每個主題3-25項(xiàng))Howmanygoalsandobjectivesshouldacoursehave?Thereisnoprescribednumberoflearninggoalsandobjectivesforacourse,theexactnumberwilldependonthedesiredlearningoutcomes.Belowaresomesuggestedamountsbasedonasurveyofscienceandmathcoursesthatuselearninggoalsandobjectives.CourseLearningGoals(5-10percourse)Courselearninggoalsaregeneralgoalsthatdescribewhatarethemostimportantconcepts/bigpicturesforthatspecificcourse.Thinkaboutwhatyouwantyourstudentstorememberaboutthiscoursefiveyearsfromnow.Courselearninggoalsarethefirstgoalsthatstudentswillreadforthecourseandneedtobeas“l(fā)ingo-free”aspossiblesothattheyunderstandwhatcanbeexpectedinthecoursewithouthavinganypriorknowledgeofthematerial.TopicLearningGoals(1-5pertopic;5-50percourse)Topiclearninggoalsaregeneralgoalsthatrefertocertainthemes/topicsinacourse,forexampleplatetectonicsorigneousrocksandtheultimatelearninglevelthatstudentsaretoachieveinthattopic.Thetopiclearninggoalsshouldworktoachievethebroadercourselearninggoals.Topiclearninggoalsshouldbeaslingo-freeaspossible,thoughsincetheyrefertotopicssomesubjecttermsmayhavetobeused.Theremaybemultipletopiclearninggoalsthatachieveacourselearninggoal.LectureLearningObjectives(3-5perlecture;3-25pertopic)Learningobjectivesarespecificstatementsthatrefertocertaincontentandthelevelofunderstandingthatstudentsneedtoperformattoultimatelyachievetopicandcourselevelgoals.Learningobjectiveswillhavethemostlingo,especiallyifitisnec