江苏大学无锡机电学院

《大学物理实验》课程模块教学大纲

教育层次：本科层次、学制四年

课程代码：F0100110

课程模块教学时数：48 学时

学分数：3

课程所属部门：基础课部

制订或修订执笔人：许雪芬、李焱完成日期：2012年12月

审核小组：院教学工作委员会审核日期：2012年 月

课程模块审批通过文件号：锡职院教字〔2012〕……号

第2次修订

签发人：顾京签发日期：2015年3月

有效期至 2016年 月

 

一、课程性质和任务

1、课程性质

《大学物理实验》课程是高等工科院校学生进行科学实验基本训练的一门独立的必修课程，是一系列科学训练的重要基础。

2、课程任务

物理实验是对学生的科学实验思维和实验技能进行基本训练，培养学生形成良好的科学实验习惯，学习实验的不同方法以及实验数据的处理方法等。物理实验课的任务是：

1）学习物理实验的基本知识、基本原理、熟悉常用仪器的性能与使用方法，掌握基本的测量技术及实验方法。

2）培养学生的科学实验能力，包括：

a.通过阅读教材和资料，做好实验前的准备——自学能力；

b.借助实验教材或仪器使用说明书正确使用仪器，完成实验操作——动手操作能力；

c.能够运用物理学理论对实验现象、规律进行综合分析判断——分析思维能力；

d.学会正确记录和处理实验数据，撰写合格的实验报告——处理表达能力；

e.能够完成简单的具有设计性内容的实验——设计创新能力。

3）培养与提高学生的科学素养——实事求是的科学作风、严肃认真的工作态度、主动研究的探索精神。

 

3、课程适用专业

机械设计制造及其自动化

软件工程

 

二、先修课程模块

1、先修课程模块名称

高等数学（微积分）

 

三、教学目标

1、知识教学目标

1）要使学生明确科学实验的重要性。物理实验是进行科学实验的基本训练，要讲一点科学实验与物理实验的发展史，进行辨证唯物主义世界观和方法论的教育。

2）要对学生进行良好实验习惯的培养，保护国家财产与安全知识的教育。

3）通过系统讲授与个别实验的训练，掌握实验不确定度理论知识、掌握有效数字的基本概念和运算法则。在实验中初步学会分析各类不确定度产生可能的原因、消除或减少的方法，或进行科学估计的方法。学会正确编制实验记录表格（列表法）和正确绘制实验曲线。

2、能力培养目标

1）通过物理实验基本训练，要求学生做到：

(1)自行完成预习实验及按要求撰写实验报告等程序。

(2)掌握常用实验仪器及装置的操作技术(如零位较准；水平铅直调整；光路的共轴调整；逐次逼近调节；按电路图正确接线等) 。

(3)了解物理实验中的基本实验方法及测量方法。如：比较、放大，转换、模拟、补偿、平衡等方法。

(4)掌握一般物理量的测量方法。如：长度、质量、时间、温度、电流、电压、电动势、电阻、磁感应强度、折射率等的测量方法。

(5)了解常用仪器仪表的性能及使用方法。如测长、测时、测温等，变阻器、电表、电桥、通用示波器、信号发生器、分光计及常用电源、光源等。

(6)通过一定数量的近代物理实验、综合性实验及设计性实验，使学生理解近代物理概念，物理实验技术的综合应用，提高学生综合实验能力及设计创新能力。掌握有效数字，理解测量误差；了解数据处理，知道测量方法。能够独立进行一般的物理实验操作。

2）基本具备处理实验数据、分析实验结果和撰写实验报告的能力。

3）初步掌握物理实验的基本知识、基本方法和基本技能。

 

四、本课程开设的实验项目及学时安排

绪论课（6学时）

物理实验的作用与地位，实验的基本程序，测量、误差与不确定度，有效数字，随机误差的统计处理，系统误差的判断和处理，实验结果的不确定度表示。

实验项目与学时分配表

序号	实验项目名称	实验学时	实验目的	实验 要求		实验类型
				必开	选开	演示	验证	综合	设计	其他
1	刚体转动惯量的实验研究	3	用三线扭摆法测圆盘、圆环和圆柱体的转动惯量。验证平行轴定理。	√			√
2	杨氏模量测定	3	学习使用尺读望远镜。用光杠杆法测量金属丝的杨氏模量。	√			√
3	音叉受迫振动与共振实验	3	学习测量振动系统幅频特性的实验方法和技术；研究音叉的振动周期与质量的关系。	√				√
4	空气比热容比的测定	3	观测热力学过程中状态变化及基本物理规律；了解压力传感器和电流型集成温度传感器的工作原理及使用方法。	√			√
5	太阳能电池基本特性研究	3	认识太阳能电池的工作原理和结构；测量太阳能电池的伏-安特性曲线。	√				√
6	示波器的使用	3	了解示波器的结构、工作原理，掌握它的基本操作方法。学会用示波器观察、测量某些物理量。	√			√
7	共振干涉法·声速测量	3	了解一种超声波的产生方法。 掌握共振干涉原理，逐差法处理数据。	√				√
8	牛顿环测量透镜曲率半径	2	学习使用读数显微镜。了解等厚干涉，观察牛顿环并利用其测量凸透镜的曲率半径。	√				√
9	分光计的调节和使用	3	学习分光计的调节和使用。	√			√
10	用电桥法测量电阻	3	掌握交流电桥的特点和平衡的调节。学习用交流电桥测电阻的方法。	√			√
11	物理传感器的认识	3	了解结构型物理传感器的工作原理、转换电路并用来测量位移等物理量。	√			√
12	光栅特性分析及应用	3	学会用光栅测量波长		√			√
13	迈克尔逊干涉仪的使用	3	学习迈克尔逊干涉仪的原理和调节方法，并用它测出激光束的波长。	√				√
14	偏振现象的实验研究	3	观察光的偏振现象，加深对光偏振的认识；掌握产生和检验偏振光的基本原理和方法；	√				√

备注：12-14的实验项目属于选修和开放实验。

 

五．考核方式

实验成绩可根据实验前的预习、实验课的操作及实验报告的撰写、最后的考试综合评定。考试的形式可为笔试、操作考试、实验设计或写小论文，任选一种。

六、有关说明

本大纲是根据工科物理课程指导委员会扩大会议完成审订的《高等工业学校物理实验课程教学基本要求》，并根据我院物理实验室的条件改写成的。

七、教学参考书

[1]许雪芬，钱超义，王彦彪，王志萍. 物理实验教程[M]. 无锡职业技术学院. 2014

[2]陆廷济, 胡德敬, 陈铭南. 物理实验教程[M]. 上海: 同济大学出版社. 2009

[3] 吴泳华, 霍剑青, 熊永红. 大学物理实验（第一册）[M].北京: 高等教育出版社. 2010