物理实验课程建设思想和教学实践

物理实验课程建设思想和教学实践中国科学技术大学霍剑青实验物理学在物理学发展中的作用项目建设的概况建立和完善物理实验课程新体系建设内容具有时代性与先进性的实验改革教学方法，营造创新人才培养的多元化教学模式项目的成果和示范辐射作用项目建设的概况在近几年教学改革实践的基础上，将世界银行贷款项目与创建国家名牌课程、“985工程”、基地建设等项目相融合，全面实现大学物理实验课程体系、教学内容、教学方法和多元化教学模式的改革。打破了传统的各学科独立的课程体系，建立了学科交叉，逐步升级的物理实验课程新体系；注重了反映时代特点和由科研转化的教学内容；创建了多元化的教学模式、并进行了教学方法、考试方法等方面的改革，取得了显著的成果。每年接收1、2年级为主的学生6000人，32万人时的实验教学。返回建立和完善实验课程新体系力、热、电、光、近代物理各自封闭的旧物理实验课程体系。新体系实验由基本实验、综合性实验、设计性实验、研究型实验组成。四级物理实验课程新体系返回四级物理实验新体系一级物理实验，主要为基本物理量的测量、基本实验仪器的使用、基本实验技能的训练和基本测量方法与误差分析等，涉及到力、热、电、光、近代物理各个学科，为普及性实验。二级物理实验，以综合性、设计性为主的实验，应用综合实验方法和技能系统研究力、热、电、光学物理量的测量，并且逐步引进综合现代物理实验和方法。三级物理实验，以综合现代物理实验和现代物理技术为主的实验。四级物理实验新体系四级物理实验以科学小实践为主题，组织若干个围绕基础物理实验的课题，以科研方式进行实验，培养学生的创新思维和研究、开发应用能力。返回建设内容具有时代性和先进性的实验物理实验必须与现代科学技术接轨科学研究的成果融入物理实验课程教学与科研，课堂与科技前沿紧密结合学生站在课堂，能时时眺望科研前沿面向21世纪的课程教材－－“大学物理实验”返回一级物理实验长度测量用示波器测量时间用惯性秤测量质量直流电表和直流测量电路玻璃(液体)温度计的工作原理及其校准发光强度的测量用弦振动形成的驻波求振动频率表面张力系数的测定钢丝弹性模量的测量切变模量的测量固体比热容的测量直流电压的测量用直流电桥测量电阻交流电及整流滤波电路用稳恒电流场模拟静电场用稳恒电流场模拟静电场透镜参数的测量分光计的调节与使用投影仪和望远镜的设计与组装干涉法测微小量衍射法测微粒和细丝的直径用Millikan油滴实验测电子电荷用电子衍射法测电子德布洛意波长光电效应法测普朗克常数光电效应法测普朗克常数氢原子光谱二级物理实验扭称法测量万有引力常数超声波的应用——探伤及测厚热胀系数测量金属电阻测温实验弱电流放大及应用RLC电路的暂态过程RL，RC电路的稳态过程交流谐振电路交流电桥介电常数测试仪的设计与制作石英晶体振荡器测量时间参数霍尔效应测量磁场用示波器测动态磁滞回线用存储示波器研究法拉弟电磁感应定律电子荷质比的测量居里温度测试仪的设计与制作高温超导材料的导电性能及转变温度测量光的干涉衍射迈克尔逊干涉仪红宝石光谱偏振光的研究旋光现象观察和测量光纤几何参数和数值孔径的测量光纤几何参数和数值孔径的测量光纤传输损耗波谱的测量全息术真空的获得和测量电阻应变式传感器灵敏度特性研究计数管特性研究物质对β射线的吸收电子自旋共振夫兰克-赫兹实验钠原子光谱三级物理实验电涡流传感器实验压电传感器用交流梯度磁强计测磁性θ调制法空间假彩色编码及卷积定理的光学模拟光纤干涉仪椭圆偏振光法测定介质薄膜的厚度和折射率塞曼效应同位素光谱-氢氘原子光谱同位素光谱-氢氘原子光谱用闪烁谱仪测γ射线能谱核磁共振德拜法劳厄法高真空的获得和检漏喇曼光谱测量高速运动电子的动能与能量间关系符合法测放射源活度核电四极共振光泵磁共振低温获得与温度的测量低温比热的测量四极质谱变温霍尔效应磁天平原理及应用电信号傅里叶分析热传导P-N结特性非线性电路混沌实验椭偏CCD特性研究α粒子散射单色仪的调节与使用激光散斑光学图像处理四级物理实验Mossbauer谱学实验γ常温及变温下的吸收和发射光谱实验正电子寿命谱的测量与分析源激发x射线荧光分析微量元素γ射线动态测厚仪位置分辨正电子湮没符合测量康普顿散射分析全息双频光栅参数测量光纤杨氏实验小型科研课题型实验：纳米材料的制备与物性研究等离子特性研究扫描隧道显微镜软X射线显微术计算机虚拟实验设计非线性光学系列实验半导体电性能测试系列实验面向21世纪教材－“大学物理实验”按照四级物理实验新体系，体现学生素质和能力提高的阶梯性和开放性。内容丰富、注意物理实验内容的先进性同时兼顾传统、经典、里程碑的著名实验。配有“大学物理仿真实验”和“远程大学物理仿真实验系统”，为改革教学方法、营造多元化的教学模式创造了条件。广泛适用于各专业、各层次的学生图1。各册实验按学科比例01020304050第一册第二册第三册总数第一册1966435第二册7178739第三册3261930总数29252030力热物性电磁光近代技术总数第一册按学科比例55%17%17%11%力热物性电磁学光学近代技术第二册学科比例71787力热物性电磁学光学近代技术扇面5第二册学科比例力热物性：0.18电磁学：0.44光学：0.20近代技术：0.18第三册学科比例力热物性电磁学光学近代技术第三册学科比例力热物性：0.10电磁学：0.07光学：0.20近代技术：0.63返回改革教学方法营造创新人才培养的多元化教学环境开设开放性实验开设远程虚拟物理实验建立了大学物理实验网上选课系统，实现全方位开放的教学模式开设现代物理实验技术系列讲座改革考试方法，调动学生学习的主动性和创新性开设“物理学史的启迪”seminar课程返回开放实验实验室1开放实验实验室2返回系统概况TeacherInternetInternetServerStudentStudentStudentStudentDatabase大学物理虚拟实验远程教学系统主要是在Internet网上建立一个实验教学环境(系统结构如下图),在这个环境下可实现：1.以教学服务器为中心，教师与学生都是分布式的，处在服务器的远端。这种方式的优点：2.该系统的使用将大大改善学校的实验教学环境：在校学生可利用该系统进行实验课前预习，课后复习和自学。这样实验教学与课堂理论教学有教科书一样，能克服课堂、课时的限制，使实验教学内容在时间和空间上得到延伸。教师可利用该系统组织网上物理实验的选修课和课外实验作业，以及和实际实验相结合进行教学，实现在校教育的多元化。学生功能教师功能实验科目实验报告实验成绩仿真实验——透射式电子显微镜仿真实验——傅立叶光学实验仿真实验——拉曼光谱实验和动态法测杨氏模量实验返回大学物理实验网上选课系统大学物理实验网上选课系统学生有自己的课表学生可以查阅成绩，下载资料大学物理实验网上选课系统教师对学生成绩的管理教师对课程的管理大学物理实验网上选课系统实时的交流平台留言板式的交流平台大学物理实验网上选课系统管理员可以对系统作简单而又完全的管理返回开设现代物理实验技术系列讲座返回改革考试方法，调动学生学习的主动性和创新性—学生们发表的实验研讨报告返回返回项目的成果和示范辐射作用编写了我国第一套面向21世纪的大学物理实验教材国家级教学成果一等奖安徽省教学成果特等奖2019年国家级精品课程安徽省多媒体教学软件一等奖2019年7月教育部部长陈至立、科学院院长路甬祥等领导到物理实验室视察2019年在中国科学技术大学主持举办了“教育部面向21世纪教材《大学物理实验》“和”世界银行贷款建设项目物理实验中心“培训大会。2019年中国物理学会年会上作关于“大学物理实验改革的思考与实践”的报告返回面向21世纪课程教材—大学物理实验返回国家级教学成果一等奖国家级教学成果一等奖返回安徽省教学成果特等奖返回2019年7月教育部部长陈至立、科学院院长路甬祥等领导到物理实验室视察返回“教育部面向21世纪教材《大学物理实验》”和“世界银行贷款建设项目物理实验中心“培训大会返回2019年中国物理学会年会上作关于“大学物理实验改革的思考与实践”的报告谢谢！