设计性物理试验大纲.doc

设计性研究性物理实验 （Designing and Researching Physics Experiments） 教学目的与要求： 课程性质：“设计性研究性物理实验”（以下简称“设计性实验”）是为培养学生科学素质和创新精神而开设的实验课程，它由“设计性实验1”、“设计性实验2”和“设计性实验3”等三个部分组成，每个部分面向不同年级不同专业的本科生开放，对学生基础知识的要求也有所不同。 基本内容：包括力学、热学、电磁学和光学等物理学各主要领域，溶入了当前学生感兴趣的新技术与新应用。 基本要求：“设计性实验1”通过本课程增长有关的物理学的知识和才干，培养实践能力和创新精神，提高学生的科学素质。 “设计性实验2”着重提高学生的实际动手能力，主要指实际动手进行科学研究工作的能力。这包括查阅文献资料的能力，根据具体要求设计实验的能力，在实践中发现问题、分析问题、解决问题的能力，以及总结、归纳能力，撰写论文的能力（书面表达能力）等等。要求学生在2－4次实验时间内，按照一定的要求去设计、研究和完成一个小的实验课题。 “设计性实验3”以“获得创新成果”为目的，要求学生在一个学期的学习中，完成一至二个小型研究课题。这些课题具有一定的创新性，课题涉及的实验内容与方法具有综合性，要求学生自己调研和查阅资料，自己设计、装配、调试实验装置，直至完成。 教学内容及学时分配： “设计性实验1”（每周2学时，计2学分） 力学实验（6－8学时）：吹币入杯、铜喷洗、表面张力趣味实验、蜡烛熄灭后水面升高原因的实验探究等 电磁学实验（12－14学时）：水与电的系列实验、尖端放电和静电电动机、静电除尘、声波测距、磁悬浮、频闪法测定电扇的转速、自制无线电发射台、单向旋转磁场、压电陶瓷等 光学实验（12－14学时）：海市蜃楼、小魔术“变色”水、光源闪烁揭密、奇妙的圆孔与圆盘衍射、用钢尺测量激光的波长、光通信、激光窃听等 实验拓展：适于物理基础好，有较强动手能力的学生。有“箔式应变片性能研究”、“音叉频率的测量”、“斜面下滑的奥秘”、“声速的测量”等近十个拓展性实验可供选做。 “设计性实验2”（每周3学时，计2学分） 传感器类（12学时）：锑化铟磁电阻传感器、霍尔传感器、硅光电池、温度传感器等 薄膜类（12学时）：铁电薄膜、氮化硼薄膜、光学薄膜、金刚石薄膜等 光谱与光信息处理类（12学时）：液晶光阀、氢原子光谱、全息照相、分光光度计等 实验的深入研究（12学时）：迈克耳孙干涉仪、分光计、直流电桥、数字温度计等 “设计性实验3”（每周3学时，计3学分） 在下列实验或教师另行开设的实验题目选择完成1－2个题目： 液体表面张力系数的测量 激光光电传感器在落球法测量液体粘滞系数中的应用 集成I/V变换器与除法器在光学实验中的应用 望远镜与显微镜的组装 太阳能电池基本特性的测量 液晶光阀实验研究 光学薄膜的制备与特性研究 用CVD方法制备金刚石膜 磁控溅射制备立方氮化硼薄膜 光镊子的组装、测试和应用 隧道显微镜的应用和样品分析 粉碎电磁波的性质和应用 教学方式：以自学为主。学生不是在已安排好的仪器上照教材的规定步骤按几下按钮，读几个数据，从而顺利完成实验，而是在自学教材的基础上自主地进行探索性的实验，他们有机会自行设计实验装置，准备实验器材，拟定实验步骤，提出实验方案，在教师的指导下，进行独立的实验。这些实验允许失败，允许重做，鼓励探索，鼓励创新。 考核方式：“设计性实验1”以各实验的成绩为考核依据，其中实验动手能力占30%，实验报告占60%，学习态度占10%。整个学期要求共写6篇实验报告，其中力学1篇、电磁学3篇、光学2篇，学生自己挑每阶段最理想的实验写报告，提倡写自行设计的有创新内容的实验报告。 “设计性实验2”要求写6－9篇实验报告，学生选1个实验按学术论文的格式撰写期末报告，其中平时成绩占70%，期末报告占30%。 “设计性实验3”要求用powerpoint作口头报告，撰写学术论文。成绩评定视论文质量而定，能够在国内正式学术刊物上发表的，方可得A等。 教材与参考书： 教 材： 赵在忠，童培雄等编著. 自学物理实验（上、下）. 自编讲义 沈元华. 基础物理实验. 北京：高等教育出版社. 2003 沈元华、陆申龙编. 设计性研究性物理实验教程. 上海：复旦大学出版社. 2004 参考书： 郑永令，贾起民. 力学（第二版）. 北京：高等教育出版社. 2000 贾起民，郑永令，陈暨耀. 电磁学（第二版）. 北京：高等教育出版社. 2001 章志鸣，沈元华，陈惠芬. 光学（第二版）. 北京：高等教育出版社. 2000 王秉超等. 普通物理演示实验新编. 北京：高等教育出版社. 1997 方鸿辉，刘贵兴. 创造性物理实验. 上海. 上海科学普及教育出版社. 1999 本课程历史沿