《物理實(shí)驗(yàn)》教學(xué)大綱課程的地位、目標(biāo)和任務(wù)物理實(shí)驗(yàn)是對(duì)高等學(xué)校學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)基本訓(xùn)練的一門獨(dú)立的必修基礎(chǔ)課程，是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后受到系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的開端，是工科類專業(yè)對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練的重要基礎(chǔ)。物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，對(duì)應(yīng)用性工科人才的培養(yǎng)具有特殊的核心地位，物理實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生工程能力技術(shù)技能的重要基礎(chǔ)性課程。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)和物理理論教學(xué)具有同等重要的地位。它們既有深刻的內(nèi)在聯(lián)系和配合，又有各自的任務(wù)和作用。本課程應(yīng)使學(xué)生在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，按照循序漸進(jìn)的原則，學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)和方法，得到實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練，從而初步了解科學(xué)實(shí)驗(yàn)的主要過程與基本方法，在激發(fā)學(xué)生的想象力、創(chuàng)造力，培養(yǎng)和提高學(xué)生獨(dú)立開展科學(xué)研究工作的素質(zhì)和能力方面具有重要的奠基作用，為今后的學(xué)習(xí)和工作奠定良好的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。本課程的具體任務(wù)是：通過對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、分析和對(duì)物理量的測(cè)量，學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)，加深對(duì)物理學(xué)原理的理解。使學(xué)生在使用安裝操作儀器設(shè)備等工程技術(shù)能力方面得到基本訓(xùn)練，貼近實(shí)際應(yīng)用，提高實(shí)踐能力。培養(yǎng)與提高學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，其中包括：能夠通過閱讀實(shí)驗(yàn)教材或資料，作好實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備；能夠借助教材或儀器說明書正確使用常用儀器；能夠運(yùn)用物理學(xué)理論對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行初步分析判斷；能夠正確紀(jì)錄和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制曲線，說明實(shí)驗(yàn)結(jié)果，撰寫合格的實(shí)驗(yàn)報(bào)告；能夠完成簡(jiǎn)單的具有設(shè)計(jì)性內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)。能夠完成簡(jiǎn)單的具有研究性內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)4．培養(yǎng)和提高學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。要求學(xué)生具有理論聯(lián)系實(shí)際和實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng)，嚴(yán)肅認(rèn)真的工作態(tài)度，主動(dòng)研究的探索精神，遵守紀(jì)律、團(tuán)結(jié)協(xié)作和愛護(hù)公共財(cái)產(chǎn)的優(yōu)良品德。課程與相關(guān)課程的聯(lián)系與分工先修課程是高等數(shù)學(xué)中的微積分等。要充分利用高等數(shù)學(xué)工具進(jìn)行實(shí)驗(yàn)誤差計(jì)算。本課程可以與大學(xué)物理理論課同時(shí)開設(shè)或滯后一學(xué)期開設(shè)。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)知識(shí)、實(shí)驗(yàn)思想、實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)儀器上有一定的認(rèn)識(shí)和了解，為其它后續(xù)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程打下一定的基礎(chǔ)。三、教學(xué)內(nèi)容、要求及主要實(shí)踐教學(xué)條件在教學(xué)中適當(dāng)介紹一些物理實(shí)驗(yàn)史料和物理實(shí)驗(yàn)在工程技術(shù)中的應(yīng)用知識(shí)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行辯證唯物主義世界觀和方法論的教育，使學(xué)生了解科學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要性，明確物理實(shí)驗(yàn)課程的地位、任務(wù)和作用。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，教育學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，愛護(hù)公共財(cái)產(chǎn)、遵守安全制度，樹立良好的學(xué)風(fēng)。要求學(xué)生了解測(cè)量誤差的基本知識(shí)，具有正確處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的初步能力，其中包括下列內(nèi)容：測(cè)量誤差的基本概念；直接測(cè)量的誤差估算與表示；間接測(cè)量的誤差計(jì)算；不確定度的概念；處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的一些重要方法，例如列表法、作圖法和最小二乘法等。要讓學(xué)生注意系統(tǒng)誤差的分析，了解系統(tǒng)誤差消、減方法。通過物理實(shí)驗(yàn)的基本訓(xùn)練，要求學(xué)生做到：能夠自行完成預(yù)習(xí)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告等主要實(shí)驗(yàn)程序。能夠調(diào)整常用實(shí)驗(yàn)裝置，并基本掌握常用的操作技術(shù)。如：零位調(diào)整；水平、鉛直調(diào)整；根據(jù)給定的電路圖正確接線等。了解物理實(shí)驗(yàn)中常用的實(shí)驗(yàn)方法和測(cè)量方法，如：比較、放大、轉(zhuǎn)化、模擬、補(bǔ)償、平衡和干涉等方法。能夠進(jìn)行常用物理量的一般測(cè)量。如：長(zhǎng)度、質(zhì)量、時(shí)間、熱量、溫度、電流強(qiáng)度、電勢(shì)差、電動(dòng)勢(shì)、電阻、磁感應(yīng)強(qiáng)度等。了解常用儀器的性能，并學(xué)會(huì)使用方法。如：測(cè)長(zhǎng)儀器、計(jì)時(shí)儀器、測(cè)溫儀器、變阻器、電表、直流電橋、直流電勢(shì)差計(jì)、示波器、常用電源等。本課程根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目對(duì)內(nèi)容要求的高低用不同詞匯加以區(qū)分，從高到低以“掌握”、“理解”、“了解”三級(jí)區(qū)分．同時(shí)明確說明要求學(xué)會(huì)一些基本實(shí)驗(yàn)儀器的調(diào)整和使用。項(xiàng)目一：緒論、測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理【教學(xué)內(nèi)容】物理實(shí)驗(yàn)緒論，測(cè)量誤差的基本知識(shí)，測(cè)量不確定度的概念，有效數(shù)字及其運(yùn)算，誤差理論的應(yīng)用，數(shù)據(jù)處理的基本方法?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】測(cè)量誤差的基本知識(shí)，有效數(shù)字及其運(yùn)算，誤差理論的應(yīng)用，數(shù)據(jù)處理的基本方法。【教學(xué)難點(diǎn)】測(cè)量誤差的基本知識(shí)，有效數(shù)字及其運(yùn)算?！净疽蟆?．掌握測(cè)量誤差的基本知識(shí)，有效數(shù)字及其運(yùn)算的方法，掌握數(shù)據(jù)處理的基本方法；2．理解誤差理論的應(yīng)用；3．了解測(cè)量不確定度的概念?！局饕獙?shí)踐教學(xué)條件】本項(xiàng)目為實(shí)驗(yàn)課的先導(dǎo)課程，在普通教室進(jìn)行項(xiàng)目二：基礎(chǔ)測(cè)量和誤差理論的應(yīng)用【教學(xué)內(nèi)容】測(cè)量金屬圓柱和金屬球的體積，練習(xí)間接測(cè)量量的誤差計(jì)算。【教學(xué)重點(diǎn)】間接測(cè)量量的誤差計(jì)算?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】間接測(cè)量量的誤差計(jì)算。【基本要求】掌握間接測(cè)量量的誤差計(jì)算方法；掌握游標(biāo)卡尺，千分尺的使用?！局饕獙?shí)踐教學(xué)條件】本項(xiàng)目在物理實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行；2．本項(xiàng)目所需實(shí)驗(yàn)儀器：游標(biāo)卡尺，千分尺，金屬圓柱，金屬球。項(xiàng)目三：固態(tài)物質(zhì)密度的測(cè)量【教學(xué)內(nèi)容】物理天平的調(diào)整和使用，用“流體靜力稱恒法”測(cè)量固體物質(zhì)密度，測(cè)量金屬圓管和石蠟的密度，間接測(cè)量量的誤差計(jì)算?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】物理天平的調(diào)整和使用，測(cè)量固體物質(zhì)密度的方法，間接測(cè)量量的誤差計(jì)算。【教學(xué)難點(diǎn)】間接測(cè)量量的誤差計(jì)算。【基本要求】掌握物理天平的調(diào)整和使用方法；掌握測(cè)量固體物質(zhì)密度的方法；掌握間接測(cè)量量的誤差計(jì)算方法；掌握游標(biāo)卡尺，千分尺的使用?！局饕獙?shí)踐教學(xué)條件】1．本項(xiàng)目在物理實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行；2．本項(xiàng)目所需實(shí)驗(yàn)儀器：物理天平，游標(biāo)卡尺，千分尺，燒杯，金屬圓管，石蠟，細(xì)線，水銀溫度計(jì)，金屬球。項(xiàng)目四：用穩(wěn)恒電流場(chǎng)模擬靜電場(chǎng)【教學(xué)內(nèi)容】學(xué)習(xí)用模擬法研究靜電場(chǎng)的方法，描繪二維靜電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)的分布?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】用模擬法研究靜電場(chǎng)，二維靜電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)的分布?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】用模擬法研究靜電場(chǎng)?！净疽蟆空莆沼媚M法研究靜電場(chǎng)的方法；理解電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)概念以及場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)的分布。【主要實(shí)踐教學(xué)條件】1．本項(xiàng)目在物理實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行；2．本項(xiàng)目所需實(shí)驗(yàn)儀器：靜電場(chǎng)描繪儀，圓規(guī)，米尺。項(xiàng)目五：電勢(shì)差計(jì)的使用【教學(xué)內(nèi)容】電勢(shì)差計(jì)的工作原理和線路結(jié)構(gòu)，電勢(shì)差計(jì)的使用方法，用電勢(shì)差計(jì)測(cè)量電動(dòng)勢(shì)或電勢(shì)差；用電勢(shì)差計(jì)校準(zhǔn)電表的方法，熱電偶測(cè)溫度的原理，用電勢(shì)差計(jì)測(cè)量熱電偶的溫差電動(dòng)勢(shì)?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】電勢(shì)差計(jì)的使用方法【教學(xué)難點(diǎn)】學(xué)會(huì)用電勢(shì)差計(jì)測(cè)量電動(dòng)勢(shì)或電勢(shì)差【基本要求】掌握電勢(shì)差計(jì)的工作原理和線路結(jié)構(gòu)掌握電勢(shì)差計(jì)的使用方法，學(xué)會(huì)用電勢(shì)差計(jì)測(cè)量電動(dòng)勢(shì)或電勢(shì)差；學(xué)會(huì)用電勢(shì)差計(jì)校準(zhǔn)電表的方法；4.了解熱電偶測(cè)溫度的原理及用電勢(shì)差計(jì)測(cè)量熱電偶的溫差電動(dòng)勢(shì)。【主要實(shí)踐教學(xué)條件】1．本項(xiàng)目在物理實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行；2．本項(xiàng)目所需實(shí)驗(yàn)儀器：箱式電勢(shì)差計(jì)（UJ－31型），標(biāo)準(zhǔn)電池，工作電池，靈敏檢流計(jì)G，直流穩(wěn)壓電源，變阻器，電阻箱，毫安表，熱電偶，煤油燈等。項(xiàng)目六：電表的改裝與校準(zhǔn)【教學(xué)內(nèi)容】學(xué)生提出改裝電表的方案，寫出實(shí)驗(yàn)原理，畫出實(shí)驗(yàn)電路圖【教學(xué)重點(diǎn)】改裝電表的方案【教學(xué)難點(diǎn)】電表的校準(zhǔn)并正確畫出校準(zhǔn)曲線?！净疽蟆孔约焊鶕?jù)擬定的方案改裝電表并校準(zhǔn)【主要實(shí)踐教學(xué)條件】1．本項(xiàng)目在物理實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行；2．本項(xiàng)目所需實(shí)驗(yàn)儀器：微安表、電阻箱、滑線變阻器，可調(diào)穩(wěn)壓電源，電鍵及導(dǎo)線若干。項(xiàng)目七：非線性電阻的伏安特性研究【教學(xué)內(nèi)容】研究非線性電阻的伏安特性【教學(xué)重點(diǎn)】要根據(jù)測(cè)量元件的電阻大小設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路【教學(xué)難點(diǎn)】實(shí)驗(yàn)原理，畫出圖，討論電表的內(nèi)外接問題【基本要求】學(xué)會(huì)根據(jù)測(cè)量元件的電阻大小正確設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路，能夠畫出二極管和小燈珠的伏安特性曲線【主要實(shí)踐教學(xué)條件】1．本項(xiàng)目在物理實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行；2．本項(xiàng)目所需實(shí)驗(yàn)儀器：電流表、電壓表、小燈珠、二極管、電阻箱、滑線變阻器，可調(diào)穩(wěn)壓電源，電鍵及導(dǎo)線若干。項(xiàng)目八：梁彎曲法測(cè)定金屬的楊氏模量【教學(xué)內(nèi)容】用梁彎曲法測(cè)定金屬的楊氏模量；逐差法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】讀數(shù)顯微鏡的正確使用；逐差法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。【教學(xué)難點(diǎn)】金屬梁微小形變的測(cè)量；測(cè)量結(jié)果不確定度的計(jì)算?！净疽蟆?1.了解梁彎曲法測(cè)定金屬的楊氏模量的基本原理；2.掌握讀數(shù)顯微鏡的正確使用方法；3.掌握逐差法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；4.理解測(cè)量結(jié)果不確定度的計(jì)算公式推導(dǎo)及應(yīng)用【主要實(shí)踐教學(xué)條件】實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地：物理實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)儀器：楊氏模量實(shí)驗(yàn)儀（含讀數(shù)測(cè)量顯微鏡、帶刀口的可調(diào)支座、帶刀口的金屬框、砝碼、水平儀、待測(cè)金屬梁等）項(xiàng)目九：用電磁感應(yīng)法測(cè)磁場(chǎng)【教學(xué)內(nèi)容】用電磁感應(yīng)法測(cè)磁場(chǎng)的原理和方法；測(cè)量圓電流線圈軸線上磁場(chǎng)的分布；測(cè)量亥姆霍茲線圈沿軸向和沿徑向的磁場(chǎng)分布；驗(yàn)證公式U＝Umaxcosθ；研究勵(lì)磁電流頻率的改變對(duì)探測(cè)線圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的影響?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】用電磁感應(yīng)法測(cè)磁場(chǎng)的原理和方法；亥姆霍茲線圈磁場(chǎng)測(cè)試儀的使用方法?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】用電磁感應(yīng)法測(cè)磁場(chǎng)的原理和方法?！净疽蟆?.掌握電磁感應(yīng)法測(cè)交變磁場(chǎng)的原理和方法。2.測(cè)量載流圓形線圈和亥姆霍茲線圈軸向的磁場(chǎng)分布。3.了解亥姆霍茲線圈的徑向磁場(chǎng)分布情況。4.研究探測(cè)線圈平面的法線與亥姆霍茲線圈的軸線成不同夾角時(shí)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的值的變化規(guī)律。【主要實(shí)踐教學(xué)條件】實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地：物理實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)儀器：亥姆霍茲線圈架、亥姆霍茲線圈磁場(chǎng)測(cè)試儀。項(xiàng)目十：靈敏電流計(jì)研究【教學(xué)內(nèi)容】靈敏電流計(jì)的構(gòu)造及工作原理；靈敏電流計(jì)的正確使用方法；換向開關(guān)的用法；靈敏電流計(jì)阻尼狀態(tài)與外接電阻的關(guān)系；測(cè)定靈敏電流計(jì)內(nèi)阻、分度值；作圖法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。【教學(xué)重點(diǎn)】靈敏電流計(jì)的構(gòu)造及工作原理；靈敏電流計(jì)阻尼狀態(tài)與外接電阻的關(guān)系；測(cè)定靈敏電流計(jì)內(nèi)阻、分度值。【教學(xué)難點(diǎn)】靈敏電流計(jì)阻尼狀態(tài)與外接電阻的關(guān)系；作圖法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)?！净疽蟆?.了解靈敏電流計(jì)的構(gòu)造及工作原理；2.掌握靈敏電流計(jì)的正確使用方法；3.掌握換向開關(guān)的用法；4.理解靈敏電流計(jì)外接不同電阻對(duì)阻尼狀態(tài)的影響；5.理解測(cè)定靈敏電流計(jì)內(nèi)阻、分度值的方法；6.掌握用作圖法求分度值的方法?！局饕獙?shí)踐教學(xué)條件】實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地：物理實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)儀器：復(fù)射式直流檢流計(jì)，電阻箱，滑動(dòng)變阻器，直流穩(wěn)壓電源，雙刀雙擲開關(guān)，數(shù)字萬用表，導(dǎo)線若干根，萬用表專用線2根。四、學(xué)時(shí)分配項(xiàng)目名稱學(xué)時(shí)分配小計(jì)（學(xué)時(shí)）課內(nèi)學(xué)時(shí)課外學(xué)時(shí)講授

實(shí)踐（一）緒論及誤差理論448（二）基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)5個(gè)2141632（三）綜合性2個(gè)15612（四）應(yīng)用性、設(shè)計(jì)性、研究性、仿真實(shí)驗(yàn)2個(gè)15612合計(jì)8243264五、必備教材、實(shí)踐教學(xué)指導(dǎo)書和參考資料（一）必備教材《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》，張春柏、陳誼編著，自編講義，2009年12月。（二）實(shí)踐教學(xué)指導(dǎo)書《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)講義》，高興茹、倪蘇敏、張義民編著，中國(guó)科技出版社，2012年。（三）參考資料1．《基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)教程——物理測(cè)量的數(shù)據(jù)處理與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)》，朱鶴年編著，高等教育出版社，2003年；2．《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》，成正維、牛原編著，高等教育出版社，2010年；3．《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》，李平編著，高等教育出版社，2004年；六、課外學(xué)習(xí)要求1.每個(gè)實(shí)驗(yàn)開始之前要認(rèn)真預(yù)習(xí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)要求、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)儀器等進(jìn)行必要的了解，并寫出預(yù)習(xí)報(bào)告。2.每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行總結(jié)和誤差分析，并寫出實(shí)驗(yàn)結(jié)果報(bào)告。3.課內(nèi)學(xué)時(shí)與課外學(xué)時(shí)的比例為1:1.對(duì)應(yīng)每1學(xué)時(shí)的物理實(shí)驗(yàn)課程，學(xué)生在課外要用1學(xué)時(shí)整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算實(shí)驗(yàn)結(jié)果，完善實(shí)驗(yàn)報(bào)告。七、教學(xué)方法教師授課可采用錄象、投影儀、多媒體課件及課上講解輔導(dǎo)等方式。充分利用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)等現(xiàn)代化教育技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，擴(kuò)大教學(xué)信息量，提高教學(xué)質(zhì)量和效率。對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)的基本原理和操作注意事項(xiàng)，以教師講解為主；在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過程中，以學(xué)生自主操作為主，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立完成科學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力；同時(shí)在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過程中教師要勤于巡視，及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生的問題并給予有效指導(dǎo)。由于物理實(shí)驗(yàn)室可開實(shí)驗(yàn)遠(yuǎn)多于目前教學(xué)計(jì)劃學(xué)時(shí)所限實(shí)驗(yàn)數(shù)目，故每學(xué)期可開出選修實(shí)驗(yàn)，供學(xué)生選擇。實(shí)驗(yàn)室應(yīng)盡量保證實(shí)驗(yàn)時(shí)每人一套實(shí)驗(yàn)儀器，并及時(shí)更新實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。八、考核及成績(jī)?cè)u(píng)定方式本課程是考試課，考核要根據(jù)物理實(shí)驗(yàn)課程特點(diǎn)進(jìn)行，著重考核每個(gè)物理實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)操作過程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果報(bào)告。本課程由兩位老師在兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室分別指導(dǎo)，學(xué)生在每個(gè)實(shí)驗(yàn)室分別上課5次。每位教師分別從考勤、預(yù)