《大學物理實驗B4》課程教學大綱一、課程基本信息課程名稱大學物理實驗B4CollegephysicalexperimentB4課程代碼0619018課程性質(zhì)必修開課院部應用物理與材料學院課程負責人課程團隊授課學期3學期學分/學時2/32課內(nèi)學時32理論學時實驗學時32實訓（含上機）實習其他適用專業(yè)智能制造學部機械類專業(yè)大二授課語言中文對先修的要求學生應掌握《高等數(shù)學》中微積分基礎和《大學物理》中基本物理知識。對后續(xù)的支撐學生掌握基本實驗方法、實驗技術以及具備獲取實驗數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)及撰寫實驗報告的能力，能夠對機械類各專業(yè)的實驗過程中起到很好的支撐課程思政設計1、在實驗過程中培養(yǎng)自覺遵守規(guī)則的良好習慣。2、在實驗過程中養(yǎng)成尊重寬容、團結協(xié)作的合作意識。3、在實驗過程中培養(yǎng)不抄襲、實事求是的科學作風，良好的科學實驗習慣，培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，理論聯(lián)系實際的科學作風，關注自身和他人安全。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育設計在實驗原理講解中融入實驗開發(fā)過程科學家的創(chuàng)新思想，激發(fā)學生的創(chuàng)新意識，實驗完成提交實驗報告時，要求學生對實驗基本過程及結果進行反思，并提出創(chuàng)新性的改進意見。從而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維。課程簡介《大學物理實驗》是理工科類學生一門必修實踐環(huán)節(jié)，是進行科學實驗基本訓練的一門獨立的必修基礎課程，是學生進入大學后接受系統(tǒng)實驗方法和實驗技能訓練的開端，是大學生今后從事科學實驗工作的入門課程，它的一整套實驗知識、方法和技能也是各專業(yè)后續(xù)課程的基礎之一。本課程主要內(nèi)容包括實驗室安全規(guī)范、測量誤差與數(shù)據(jù)處理、光學、電磁學、示波器及傳感器的使用等物理實驗。學生通過這些內(nèi)容的學習，掌握基本的實驗方法、實驗技術及具備識別實驗現(xiàn)象、獲取實驗數(shù)據(jù)、分析實驗數(shù)據(jù)、撰寫實驗報告的能力。本課程的核心學習結果是，通過這門課程的學習，學生在物理實驗的基礎知識、基本方法和基本實驗技能方面受到一定的訓練，具有了初步的實驗能力、良好的實驗習慣、遵守紀律和愛護公共財產(chǎn)的優(yōu)良品德、嚴謹求實的治學態(tài)度、活躍的實驗科學思維以及敢于探索的創(chuàng)新意識。本課程的主要教學方法是“以學生為中心”的講授法、案例教學法、情境教學法、體驗教學法以及研究性教學方法。二、課程目標及對畢業(yè)要求指標點的支撐序號課程目標支撐畢業(yè)要求指標點畢業(yè)要求1目標1：掌握光學、電磁學、示波器相關物理實驗基本原理和基本實驗技術。掌握預習、實驗操作和撰寫實驗報告等基本實驗程序；掌握基本的操作技術；掌握基本的實驗方法；掌握基本儀器的結構原理、性能和使用方法；掌握常用物理量的基本測試手段。支撐指標點基本知識，請按照本專業(yè)培養(yǎng)方案填寫相應指標點內(nèi)容支撐指標點基本知識，請按照本專業(yè)專業(yè)培養(yǎng)方案填寫相應畢業(yè)要求內(nèi)容2目標2：能運用測量誤差理論對物理實驗中所獲得的數(shù)據(jù)進行判斷，并運用數(shù)據(jù)處理方法對有效數(shù)據(jù)進行分析和求解，獲得有效結論。能依據(jù)物理實驗報告規(guī)范撰寫物理實驗報告。支撐指標點復雜工程問題現(xiàn)象進行識別，表達，獲取實驗數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)分析與求解，獲得有效結論，請按照本專業(yè)培養(yǎng)方案填寫相應指標點內(nèi)容支撐指標點復雜工程問題描述和表達，分析數(shù)據(jù)，獲得有效結論，請按照本專業(yè)專業(yè)培養(yǎng)方案填寫相應畢業(yè)要求內(nèi)容教學內(nèi)容及進度安排序號教學內(nèi)容學生學習預期成果課內(nèi)學時教學方式支撐課程目標1緒論：本課程的目的和任務，物理實驗基本知識、基本實驗技術、實驗安全規(guī)范、測量誤差和數(shù)據(jù)處理基本知識。掌握部分物理量測量，掌握物理實驗報告寫作。教學重點和難點：測量誤差和數(shù)據(jù)處理基本知識。物理實驗報告寫作。認知如何進行獨立實驗、實驗基本知識、基本實驗技術和撰寫物理實驗報告。應用不確定度評定實驗結果。應用作圖法、逐差法進行數(shù)據(jù)處理。6預習報告，講授，實驗操作，實驗報告完成。學生應用不確定度等知識計算出實驗結果。目標1：掌握光學、電磁學、示波器相關物理實驗基本原理和基本實驗技術。掌握預習、實驗操作和撰寫實驗報告等基本實驗程序；掌握基本的操作技術；掌握基本的實驗方法；掌握基本儀器的結構原理、性能和使用方法；掌握常用物理量的基本測試手段。目標2：能運用測量誤差理論對物理實驗中所獲得的數(shù)據(jù)進行判斷，并運用數(shù)據(jù)處理方法對有效數(shù)據(jù)進行分析和求解，獲得有效結論。能依據(jù)物理實驗報告規(guī)范撰寫物理實驗報告。2光柵衍射法測定光譜：（1）學習和掌握分光計的調(diào)節(jié)要領和使用方法；（2）在分光計上用光柵測定汞燈光譜線的波長。教學重點和難點：，測量汞燈在可見光范圍內(nèi)幾條強光光譜線的波長。1、了解分光計的主要構造及各部分的使用；2、掌握分光計的調(diào)節(jié)要求和使用方法；3、觀察光柵衍射現(xiàn)象，測量汞燈在可見光范圍內(nèi)幾條強光光譜線的波長。3預習報告，實驗原理講解，注意事項，實驗操作，實驗報告完成。3三線擺、碰撞打靶的研究：研究三線擺如何測定圓柱體、球體和圓環(huán)的轉動慣量。研究碰撞過程中物體的機械能轉換、對心碰撞和非對心碰撞。教學重點和難點：如何設計方案、如何評價誤差。設計實驗方案研究圓柱體、球體和圓環(huán)的轉動慣量的測定。設計實驗方案研究碰撞打靶。分析和評價誤差。3預習報告，實驗原理講解，注意事項，實驗操作，實驗報告完成。4金屬線膨脹系數(shù)測量：用千分表測量不同溫度下的金屬線膨脹量。利用逐差法計算線膨脹系數(shù)。教學重點和難點：溫度穩(wěn)定的判定。概述金屬線膨脹系數(shù)測量的工作原理。測量不同溫度下的金屬線膨脹量，利用逐差法計算線膨脹系數(shù)，并分析誤差。3預習報告，實驗原理講解，注意事項，實驗操作，實驗報告完成。5波爾共振實驗：（1）通過自由振動測量擺輪振幅與系統(tǒng)固有周期的關系。（2）通過阻尼振動測定阻尼系數(shù)。（3）測定受迫振動的幅頻特性和相頻特性曲線。教學重點和難點：受迫振動穩(wěn)定態(tài)的判斷、使用逐差法計算阻尼系數(shù)。概述自由振動、阻尼振動、受迫振動的原理，概述光電門的工作原理。測量自由振動的擺輪振幅、系統(tǒng)固有周期，分析其關系。測量阻尼振動的擺輪振幅、周期，使用逐差法計算阻尼系數(shù)。測量受迫振動的擺輪振幅、周期，用頻閃法測量相位；作圖分析受迫振動的幅頻特性和相頻特性，比較相位的誤差，并計算共振。3預習報告，實驗原理講解，注意事項，實驗操作，實驗報告完成。6邁克爾遜干涉法測量激光波長：（1）了解邁克爾遜干涉儀的原理、結構和調(diào)整方法。(2)觀察等傾和等厚干涉條紋，了解其形成條件條紋分布特點及條紋的變化。(3)測量He-Ne激光的波長。教學重點和難點：邁克爾遜干涉儀的原理、結構和調(diào)整方法。1、概述邁克爾遜干涉儀的原理、結構和調(diào)整方法。2、觀察等傾干涉條紋，測量和使用逐差法計算He-Ne激光的波長；3、運用不確定度評定方法計算波長的不確定度，分析誤差來源及影響程度。3預習報告，實驗原理講解，注意事項，實驗操作，實驗報告完成。7霍爾效應法測量磁場：（1）霍爾器件輸出特性測量；（2）測繪螺線管內(nèi)軸線上磁感應強度分布。教學重點和難點：霍爾效應測磁場的原理、消除霍爾效應的副效應。1、了解霍爾效應產(chǎn)生的機理；2、掌握用霍爾器件測量磁場的原理和基本方法；3、學習消除伴隨霍爾效應的幾種副效應對測量結果影響的方法；4、研究通電長直螺線管內(nèi)軸向磁場的分布。3預習報告，實驗原理講解，注意事項，實驗操作，實驗報告完成。8電表設計、制作和校準：（1）撰寫設計報告；（2）設計單量程直流電流表和單量程直流電壓表；（3）制作并校準設計好的單量程電表。教學重點和難點：自行設計、制作和校準單量程電表（直流電流表、直流電壓表），測定自制電表的準確度等級；1、自行設計、制作和校準單量程電表（直流電流表、直流電壓表），測定自制電表的準確度等級；2、學會設計測量電表內(nèi)阻的方法；掌握改裝電表的原理和校準電表的方法；3、學習用萬用電表檢查電路故障的一般方法；4、根據(jù)改裝表技術指標，完成電路設計、參數(shù)計算、選擇儀器和器件完成制作和校準實驗。3預習報告，實驗原理講解，注意事項，實驗操作，實驗報告完成。9電表設計、制作和校準：（1）撰寫設計報告；（2）設計單量程直流電流表和單量程直流電壓表；（3）制作并校準設計好的單量程電表。教學重點和難點：自行設計、制作和校準單量程電表（直流電流表、直流電壓表），測定自制電表的準確度等級；1、自行設計、制作和校準單量程電表（直流電流表、直流電壓表），測定自制電表的準確度等級；2、學會設計測量電表內(nèi)阻的方法；掌握改裝電表的原理和校準電表的方法；3、學習用萬用電表檢查電路故障的一般方法；4、根據(jù)改裝表技術指標，完成電路設計、參數(shù)計算、選擇儀器和器件完成制作和校準實驗。3預習報告，實驗原理講解，注意事項，實驗操作，實驗報告完成。目標2：能運用測量誤差理論對物理實驗中所獲得的數(shù)據(jù)進行判斷，并運用數(shù)據(jù)處理方法對有效數(shù)據(jù)進行分析和求解，獲得有效結論。能依據(jù)物理實驗報告規(guī)范撰寫物理實驗報告。10探索性實驗：（1）從實驗室提供的實驗項目選擇2個及以上開展自主探索。（2）進行探索性實驗的匯報。（3）在報告中根據(jù)探索結果提出可開展的新的實驗教學重點和難點：主動學習、報告撰寫。根據(jù)觀察到的物理現(xiàn)象，通過網(wǎng)絡等各類學習途徑概述其物理原理與思想。撰寫思路清晰的匯報報告。根據(jù)實驗現(xiàn)象提出可開展的新的實驗項目。2實驗目標2：能運用測量誤差理論對物理實驗中所獲得的數(shù)據(jù)進行判斷，并運用數(shù)據(jù)處理方法對有效數(shù)據(jù)進行分析和求解，獲得有效結論。能依據(jù)物理實驗報告規(guī)范撰寫物理實驗報告。注：“學生學習預期成果”是描述學生在學完本課程后應具有的能力，可以用認知、理解、應用、分析、綜合、判斷等描述預期成果達到的程度。備注：具體實驗教學安排時，部分實驗項目可根據(jù)實際的情況由相近實驗替換。課程考核序號課程目標（支撐畢業(yè)要求指標點）考核內(nèi)容評價依據(jù)及成績比例(%)成績比例(%)實驗預習表現(xiàn)實驗過程表現(xiàn)實驗報告表現(xiàn)1目標1：掌握光學、電磁學、示波器相關物理實驗基本原理和基本實驗技術。掌握預習、實驗操作和撰寫實驗報告等基本實驗程序；掌握基本的操作技術；掌握基本的實驗方法；掌握基本儀器的結構原理、性能和使用方法；掌握常用物理量的基本測試手段。是否按時提交預習報告；物理原理是否正確,實驗方法是否合理。按時完成實驗情況；操作正確情況；物理實驗數(shù)據(jù)正確情況；物理實驗數(shù)據(jù)規(guī)范情況。20202目標2：能運用測量誤差理論對物理實驗中所獲得的數(shù)據(jù)進行判斷，并運用數(shù)據(jù)處理方法對有效數(shù)據(jù)進行分析和求解，獲得有效結論。能依據(jù)物理實驗報告規(guī)范撰寫物理實驗報告。按時提交實驗報告情況；是否能夠正確計算實驗結果，得到有效結論。物理實驗報告格式是否規(guī)范。503080合計205030100五、教材及參考資料[1]．《大學物理實驗》，李柱峰，機械工業(yè)出版社，2012年，第1版。[2].《大學物理實驗》，\t"/item/%E5%A4%A7%E5%AD%A6%E7%89%A9%E7%90%86%E5%AE%9E%E9%AA%8C/_blank"張映輝，\t"/item/%E5%A4%A7%E5%AD%A6%E7%89%A9%E7%90%86%E5%AE%9E%E9%AA%8C/_blank"機械工業(yè)出版社，2010，第1版。六、教學條件需在物理實驗室完成教學。應具備物理實驗儀器、投影儀、空調(diào)環(huán)境等。需教師講解指導。大綱執(zhí)筆人：代福審核人(專業(yè)負責人/系主任)：制定時間：2022年8月6日附錄：各類考核評分標準表實驗預習評分標準課程目標要求評分標準權重（%）90-10080-8960-790-59目標1：掌握光學、電磁學、示波器相關物理實驗基本原理和基本實驗技術。掌握預習、實驗操作和撰寫實驗報告等基本實驗程序；掌握基本的操作技術；掌握基本的實驗方法；掌握基本儀器的結構原理、性能和使用方法；掌握常用物理量的基本測試手段。按時提交預習報告；物理原理正確,實驗方法合理。按時提交預習報告；物理原理存在少量非原則性錯誤，實驗方法基本合理。按時提交預習報告；物理原理有不少錯誤或不完整。不按時提交預習報告；物理原理錯誤嚴重。20實驗過程評分標準課程目標要求評分標準權重（%）90-10080-8960-790-59目標2：能運用測量誤差理論對物理實驗中所獲得的數(shù)據(jù)進行判斷，并運用數(shù)據(jù)處理方法對有效數(shù)據(jù)進行分析和求解，獲得有效結論。能依據(jù)物理實驗報告規(guī)范撰寫物理實驗報告。能很好運用物理原理及誤差等理論，獲取和識別正確有效的實驗現(xiàn)象和實驗數(shù)據(jù)。能較好運用物理原理及誤差等理論，獲取和識別較為正確有效的實驗現(xiàn)象和實驗數(shù)據(jù)?；灸軌蜻\用物理原理及誤差等理論，獲取和識別基本正確有效的實驗現(xiàn)象和實驗數(shù)據(jù)。不能運用物理原理及誤差等理論，獲取和識別錯誤的實驗現(xiàn)象和實驗數(shù)據(jù)。50實驗報告評分標準課程目標要求評分標準權重（%）90-10080-8960-790-59目標2：能運用測量誤差理論對物理實驗中所獲得的數(shù)據(jù)進行判斷，并運用數(shù)據(jù)