《大学物理实验(一)》
课程编号: |
06P0161 |
课程名称: |
大学物理实验(一) |
学分/学时: |
1/30(实验:30) |
英文名称: |
College Physics Experiments (1) |
大纲执笔人: |
王怡 |
大纲审核人: |
金恩姬 |
适用专业: |
理工科各专业 |
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先修课程: |
高等数学 |
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大纲更新时间: |
2017年1月 |
一、课程性质与定位
物理实验课是高等理工科院校对学生进行科学实验基本训练的必修通识课程,是大学生进入大学后接受系统实验方法和实验技能训练的开端。物理实验课覆盖广泛的学科领域,具有多样化的实验方法与手段以及综合性很强的基本实验技能训练,它是培养大学生创新意识和创新能力、引导学生树立正确的科学世界观、提高学生科学素质的重要基础。
二、课程教学目标与达成途径
本课程的教学任务是通过课程教学、实验操作环节,培养与提高学生科学实验基本素质,确立正确的科学思想和科学方法。通过物理实验引导学生深入观察实验现象,建立合理的模型,定量研究物理规律;能够运用物理学理论对实验现象进行初步的分析判断,逐步学会提出问题,分析问题和解决问题的方法,激发学生创造性思维;能够完成符合规范要求的设计性实验,进行简单的具有研究性内容的实验。具体体现在以下方面:
课程教学目标1:通过物理实验课的教学,使学生掌握误差分析、数据处理的基本理论和方法,学会常用仪器的调整和使用、了解常用的实验方法、能够对常用物理量进行一般测量、具有对实验结果分析的基本能力。
表1 毕业要求指标点实现矩阵
专业毕业要求指标点 |
课程教学目标 |
达成途径 |
4.2掌握基本的实验方法和实验数据处理方法,能够正确采集、整理实验数据,具备实施实验和实验结果分析的基本能力。 |
课程教学目标1 |
课堂讲授:重点突出、思路清晰、注重师生互动交流,及时掌握学生学习情况,关注每一个学生的学习; 实验操作:完成60学时,17个实验的预习、实验、撰写实验报告。 |
三、内容提要与要求
序号 |
教学内容 |
教学要求 |
学时 |
对应的教学目标 |
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1 |
1.绪论 |
了解:物理实验课的上法和要求,了解物理实验室的规章制度。 掌握:测量误差的基本概念,能够用不确定度概念对直接测量和间接测量的误差进行估计;有效数字的概念及其运算,实验数据的表示方法。 |
3 |
1 |
2 |
2.气体比热容比的测定 |
掌握:用气体比热容比测定仪测空气比热容比。 |
3 |
1 |
3 |
3.杨氏模量的测定 |
了解:霍尔位置传感器的工作原理和使用方法。 掌握:用读数显微镜测量微小位移。 |
3 |
1 |
4 |
4.用扭摆法测定物体的转动惯量 |
掌握:扭摆法测定不同形状物体转动惯量的原理和方法; 验证转动惯量平行轴定理。 |
3 |
1 |
5 |
5.拉伸法测定金属的杨氏模量 |
了解:CCD用法和原理。 掌握:用读数显微镜测量微小位移。 |
3 |
1 |
6 |
6.灵敏电流计特性研究 |
了解:灵敏电流计的结构和原理;灵敏电流计的阻尼特性和改变方法; 掌握:测量灵敏电流计的电流常数、内阻和临界电阻的方法。 |
3 |
1 |
7 |
7.等厚干涉 |
掌握:利用牛顿环测量平凸透镜的曲率半径;利用空气劈尖干涉图样测量薄片的厚度。 |
3 |
1 |
8 |
8.分光计的调节与固体折射率的测定 |
了解:分光计的构造。 掌握:调节和使用方法,用分光计测量三棱镜顶角的方法,分光计测量三棱镜的折射率。 |
3 |
1 |
9 |
9.电表改装及校准 |
掌握:将表头改装成电流表和电压表的原理和方法;学习校准改装电表的方法。 |
3 |
1 |
10 |
10.伏安法测电阻 |
掌握:直流电表和滑线变阻器的连接方法;学习电路的误差分析方法并确定电表的量程。 |
3 |
1 |
11 |
11.惠斯通电桥法测电阻 |
理解:电桥灵敏度概念,学会选取合适的灵敏度。 掌握:惠斯通电桥测量电阻的原理和方法,箱式电桥的使用方法。 |
3 |
1 |
12 |
12.示波器的原理和使用 |
了解:示波器的工作原理并掌握其使用方法;函数信号发生器的工作原理并掌握其使用方法; 掌握:用示波器观察信号波形和李萨如图形。 |
3 |
1 |
13 |
13.用冲击电流计测螺线管轴线上的磁感应强度 |
了解:冲击电流计的工作原理; 掌握:用冲击电流计测量螺线管轴线上的磁感应强度。 |
3 |
1 |
14 |
14.交流电桥 |
了解:交流电桥的平衡原理。 掌握:调节平衡的方法,学习用交流电桥测量电容,电感及其损耗的方法。 |
3 |
1 |
15 |
15.电子束 |
了解:电子束磁聚焦的基本原理。 理解:电子在电场和磁场中运动规律。 |
3 |
1 |
16 |
16.落球法测定液体的粘滞系数 |
掌握:用落球法测量液体的粘滞系数。 |
3 |
1 |
注:学生在实验2——实验9中做8个实验,在实验10——实验16中选做1个实验。
注:了解要求包括识别和回忆指能从记忆库中找到相关的知识、概念、术语或材料与当前的信息进行比较、确认,能记住并能不加理解的列出、描述这些知识、概念、术语或材料;掌握指能对所学的内容作归纳、分类、解释,总结、推断和一定程度的发挥;牢固掌握指能选择正确的程序应用、实施所学到的内容,并能进行必要的计算或决断。
四、教学方式
基础性实验教学由课前预习、课上操作和课后处理实验数据并撰写实验报告三个环节组成;教师课上检查预习报告,进行适当的讲解并指导学生做实验。设计性实验教学过程分为设计和讨论实验方案、学生选择实验仪器并组建实验系统、课后处理实验数据并撰写实验报告三个部分;教师和学生共同研讨学生设计的实验方案,教师对实验的全过程进行指导。
五、建议教材或参考书
建议教材:
1. 张奕林,王怡,金恩姬,等编著.大学物理实验,北京:中国石化出版社,2008
参考书:
1.北京石油化工学院物理教研室. 物理实验网上预习指导书,2005
2.北京石油化工学院数理实验中心.物理实验教程补充讲义,2004.
3.丁慎训,张连芳主编.理实验教程,北京:清华大学出版社,2002.
六、学生成绩评定方法
1.学生在提交所有作业后才能参加考试。
2.课程评分类型:五级分制。
3.结课考核方式:闭卷。
4.总成绩组成:平时成绩(包括:参与实验的积极性、认真度、实验报告完成性等)占总成绩的70%,期末考试占总成绩的30%。
表2 课程教学目标评价矩阵
成绩组成 |
考核/评价环节 |
分值 |
考核/评价细则 |
对应的教学目标 |
平时成绩 70% |
平时作业 |
70 |
主要考核学生在每个实验过程中的专注度、完成情况等,计算全部作业的平均成绩再按70%计入总成绩。 |
1 |
期末考试 30% |
期末考试卷面成绩 |
30 |
根据课程教学目标和学时安排,主要考核内容课程的重要知识点,以卷面成绩的30%计入课程总成绩。考试的题型为:基于知识综合分析和运用的多种题型。 |
1 |
七、毕业要求达成度评价依据与方法
指标点 |
评价依据 |
评价方法 |
4.2 |
期末考试成绩、平时成绩。 |
期末考试占70%,平时成绩占30%,总分100分
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