大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)大綱提要

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)大綱物理學(xué)在人的科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)中具有重要的地位，實(shí)驗(yàn)為物理學(xué)的基礎(chǔ)，它反映了理工科實(shí)驗(yàn)的共性和普遍性問題,在人才科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)中起著不可替代的重要作用.20世紀(jì)中葉以來，以計(jì)算機(jī)信息科學(xué)技術(shù)、生命科學(xué)、空間科學(xué)、材料科學(xué)等為代表的新的科學(xué)技術(shù)革命，極大地加速了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和各學(xué)科之間的相互交叉和滲透，新的綜合化趨勢(shì)已成為科學(xué)發(fā)展的主流。因此，物理實(shí)驗(yàn)課程體系，教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法、手段必須由封閉型向開放型轉(zhuǎn)變。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)作為大學(xué)生在進(jìn)校后的第一門科學(xué)實(shí)驗(yàn)課程，不僅應(yīng)讓學(xué)生受到嚴(yán)格的、系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練，掌握科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)、方法和技巧，更主要的是要培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維能力和創(chuàng)新精神，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、分析和解決實(shí)際問題的能力，特別是與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展相適應(yīng)的綜合能力，適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，科技進(jìn)步的創(chuàng)新能力。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程體系、內(nèi)容和教學(xué)模式素質(zhì)教育為目標(biāo)，建立物理實(shí)驗(yàn)課程新體系：打破了傳統(tǒng)的力、熱、電、光、近代物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的封閉體系。建立以基本實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、研究性實(shí)驗(yàn)等組成的新的實(shí)驗(yàn)課程體系，形成從低到高、從基礎(chǔ)到前沿、從接授知識(shí)到培養(yǎng)綜合能力，逐級(jí)提高的四級(jí)基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)課程新體系。每一級(jí)物理實(shí)驗(yàn)大致用一個(gè)學(xué)期的時(shí)間完成，不同的級(jí)標(biāo)志著不同實(shí)驗(yàn)技能和科學(xué)思維水平。使學(xué)生從較高起點(diǎn)進(jìn)入大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，一個(gè)臺(tái)階、一個(gè)臺(tái)階地走向科學(xué)的高峰。注重物理實(shí)驗(yàn)的時(shí)代性與先進(jìn)性，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容：物理實(shí)驗(yàn)必須與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)接軌，才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與熱情，也才能使現(xiàn)代科技進(jìn)步的成果滲透到傳統(tǒng)的經(jīng)典課程內(nèi)容之中，例如將計(jì)算機(jī)技術(shù)、光纖技術(shù)、磁共振技術(shù)、核物理技術(shù)、X射線技術(shù)、電子顯微技術(shù)、光譜技術(shù)、真空技術(shù)、傳感器技術(shù)等現(xiàn)代技術(shù)及科研成果融用于學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)之中。營(yíng)造培養(yǎng)創(chuàng)新人才的多元化教學(xué)模式和環(huán)境）大學(xué)物理仿真實(shí)驗(yàn)和教學(xué)模式大學(xué)物理仿真實(shí)驗(yàn)及其教學(xué)模式的目標(biāo)和特點(diǎn)：大學(xué)物理仿真實(shí)驗(yàn)把實(shí)驗(yàn)設(shè)備、教學(xué)內(nèi)容（包括理論教學(xué)）、教師指導(dǎo)和學(xué)習(xí)者的思考、操作有機(jī)融合為一體，形成一部可操作的活的教科書，為物理實(shí)驗(yàn)改革提供了有力工具，同時(shí)克服了實(shí)驗(yàn)教學(xué)長(zhǎng)期受到課堂、課時(shí)限制的困擾，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容在時(shí)間和空間上得到延伸；實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的結(jié)合：將實(shí)驗(yàn)的原理、思想、方法和應(yīng)用與仿真軟件的虛擬實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)環(huán)境相結(jié)合，將理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)有機(jī)的融為一體。學(xué)生可以在學(xué)習(xí)物理概念、思想、方法的基礎(chǔ)上，有目的的去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，完成實(shí)驗(yàn)；又能通過實(shí)驗(yàn)深化對(duì)物理概念、思想的理解。利用仿真實(shí)驗(yàn)，在同一個(gè)界面上實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)驗(yàn)的互動(dòng)學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和能力。實(shí)現(xiàn)與真實(shí)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的二段、三段式等的教學(xué)模式：對(duì)一些難度高、復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在通常的課時(shí)內(nèi)對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備原理、使用方法、實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原理、實(shí)驗(yàn)方法難以消化，對(duì)實(shí)驗(yàn)中所遇到的現(xiàn)象也很難通過短時(shí)間分析建立起認(rèn)識(shí)，因此復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)不能容許學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)參數(shù)，反復(fù)調(diào)整后，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。我們采用仿真實(shí)驗(yàn)與實(shí)際實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的二段教學(xué)模式，解決上述問題，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量和水平。利用現(xiàn)代教育技術(shù)開設(shè)“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)遠(yuǎn)程教學(xué)”通過開設(shè)遠(yuǎn)程網(wǎng)上物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生利用校園網(wǎng)或Internet網(wǎng)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)，使教學(xué)內(nèi)容在時(shí)間和空間上得到延伸，學(xué)生能夠充分的學(xué)習(xí)和掌握實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。開設(shè)網(wǎng)上虛擬物理實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以根據(jù)自己的時(shí)間，在任何地點(diǎn)自主的進(jìn)行學(xué)習(xí)，開拓學(xué)生的眼界，滿足不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和給學(xué)生提供了自學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的環(huán)境，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的自學(xué)能力。開設(shè)開放服務(wù)實(shí)驗(yàn)室在每一級(jí)物理實(shí)驗(yàn)中，開設(shè)開放服務(wù)實(shí)驗(yàn)室，它不僅時(shí)間上對(duì)學(xué)生開放，而且在內(nèi)容上也開放，是一種個(gè)性教學(xué)模式，滿足學(xué)生求知、探索和創(chuàng)新的欲望，側(cè)重創(chuàng)新精神與能力培養(yǎng)，在開放服務(wù)實(shí)驗(yàn)室中，學(xué)生可利用實(shí)驗(yàn)室提供的設(shè)備，自己設(shè)立題目，教師只是指導(dǎo)和審核學(xué)生提出的實(shí)驗(yàn)方案與題目，允許失敗，最后以小論文的形式在Seminar課中上臺(tái)發(fā)表，討論和總結(jié)成功和失敗的原因，自己的創(chuàng)新點(diǎn)。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教材及與教材配套的教學(xué)軟件：大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)第一冊(cè)吳泳華、霍劍青熊永紅主編高等教育出版社2001．6．大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)第二冊(cè)謝行恕、康士秀、霍劍青主編高等教育出版社2001．6．大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)第三冊(cè)李志超、軒植華、霍劍青主編高等教育出版社2001．12．大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)第四冊(cè)霍劍青、吳泳華、劉鴻圖主編高等教育出版社2002．1“大學(xué)物理仿真實(shí)驗(yàn)forWindows”(一)王曉蒲、霍劍青主編高等教育出版社1998.6.“大學(xué)物理仿真實(shí)驗(yàn)forWindows”（二）王曉蒲、霍劍青主編高等教育出版社1998.12.“大學(xué)物理虛擬實(shí)驗(yàn)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)”王曉蒲、霍劍青主編高等教育出版社2001.12.物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)和實(shí)驗(yàn)題目：一級(jí)物理實(shí)驗(yàn)（基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)）：主要為基本物理量的測(cè)量、基本實(shí)驗(yàn)儀器的使用、基本實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練和基本測(cè)量方法與誤差分析等，涉及到力、熱、電、光、近代和物理各個(gè)學(xué)科，是大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的入門實(shí)驗(yàn)，也是適合于各專業(yè)的普及性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)題目如下：用示波器測(cè)量時(shí)間用天平測(cè)量質(zhì)量直流電表和直流測(cè)量電路用熱敏電阻測(cè)量溫度半導(dǎo)體溫度計(jì)的設(shè)計(jì)與制作直線運(yùn)動(dòng)中速度的測(cè)量碰撞過程中守恒定律的研究單擺的設(shè)計(jì)與研究表面張力系數(shù)的測(cè)定液體粘度的測(cè)定鋼絲楊氏模量的測(cè)量切變模量的測(cè)量固體比熱容的測(cè)量直流電的測(cè)量交流電及整流濾波電路測(cè)量螺線管的磁場(chǎng)透鏡參數(shù)的測(cè)量分光計(jì)的調(diào)節(jié)與使用用密立根油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)電子電荷光電效應(yīng)法測(cè)普朗克常量干涉法測(cè)微小量二級(jí)物理實(shí)驗(yàn)（綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)）：以綜合性、設(shè)計(jì)性為主的實(shí)驗(yàn)，應(yīng)用綜合實(shí)驗(yàn)方法和技能系統(tǒng)研究力、熱、電、光學(xué)物理量的測(cè)量，并且逐步引進(jìn)綜合現(xiàn)代物理實(shí)驗(yàn)和方法,培養(yǎng)學(xué)生綜合思維和綜合應(yīng)用知識(shí)和技術(shù)的能力。在實(shí)驗(yàn)方法上，強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。由以前教師排好實(shí)驗(yàn)、準(zhǔn)備好儀器、學(xué)生來做實(shí)驗(yàn)的狀態(tài)，過渡到學(xué)生在教師指導(dǎo)下，自己設(shè)計(jì)方案來完成開設(shè)物理實(shí)驗(yàn)課的同時(shí)，并行開設(shè)“物理實(shí)驗(yàn)技術(shù)系列講座”，提高物理實(shí)驗(yàn)課的層次和水平：在每級(jí)物理實(shí)驗(yàn)課開設(shè)的同時(shí)，對(duì)學(xué)生開設(shè)物理實(shí)驗(yàn)技術(shù)系列講座，講述各領(lǐng)域的背景、思想、方法、技術(shù)和應(yīng)用，使學(xué)生深入理解物理實(shí)驗(yàn)的思想、方法和應(yīng)用。激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情和積極性，提高實(shí)驗(yàn)的層次和水平。實(shí)驗(yàn)報(bào)告