设计性研究性物理实验

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1、设计性研究性物理实验（DesigningandResearchingPhysicsExperiments）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

2、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

3、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）1．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2．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3．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

4、激光的波长、光通信、激光窃听等4．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）1．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2．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3．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4．实验的深入研究（12学时）：迈克耳孙干涉仪、分光计、直流

5、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：1．液体表面张力系数的测量2．激光光电传感器在落球法测量液体粘滞系数中的应用3．集成I/V变换器与除法器在光学实验中的应用4．望远镜与显微镜的组装5．太阳能电池基本特性的测量6．液晶光阀实验研究7．光学薄膜的制备与特性研究8．用CVD方法制备金刚石膜1．磁控溅射制备立方氮化硼薄膜2．光镊子的组装、测试和应用3．隧道显微镜的应用和样品分析4．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

6、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。“

7、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：1.赵在忠，童培雄等编著.自学物理实验（上、下）.自编讲义2.沈元华.基础物理实验.北京：高等教育出版社.20033.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：1．郑永令，贾起民.力学（第二版）.北京

8、：高等教育出版社.20002．贾起民，郑永令，陈暨耀.电磁学（第二版）.北京：高等教育出版社.20013．章志鸣，沈元华，陈惠芬.光学（第二版）.北京：高等教育出版社.20004．王秉超等.普通物理演示实验新编.北京：高等教育出版社.19975．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本课程历史沿革：1985年，实验中心以大量演示实验为基础，