大学物理实验i讲课课件

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1、1,大学物理实验 第一讲,主讲教师：,一：大学物理实验课程介绍 二：大学物理实验学习方法 三：测量、误差 四：数据处理 五：本学期教学安排及注意事项,本次课内容,3,一：大学物理实验课程介绍,4,大学物理实验课的地位、作用,一：大学物理实验课程介绍,大学物理实验是为理工类各专业本科学生开设的必修学科门类基础课，是高等理工科院校对学生进行科学实验基本训练的必修基础课程，与大学物理课程具有同等中要地位。大学物理实验是本科生接受系统实验方法和实验技能训练的开端。物理实验覆盖面广（力学、热学、光学、电磁学和近代物理实验），具有丰富的实验思想、方法、手段，同时能提供综合性很强的基本实验技能训练，是培养学

2、生科学实验能力、提高科学素质的重要基础。,5,物理学是研究物质结构和相互作用以及它们运动规律的科学，是一切自然科学的基础。物理学本质上是一门实验科学，物理学理论的建立无不依赖于实验结果的总结或经过实验的检验。物理实验创造了物理学本身，也改变了人们的生活和工作方式。,物理学是以实验为本的科学-杨振宁 自然科学理论不能离开实验的基础-丁肇中,6,非物理专业为什么要上物理实验课,在大学物理实验这门课程中，实验的主要目的不是单纯的验证物理原理，记录实验数据，而是以物理内容为载体，传授所有学科门类通用的科学实验研究的思想、方法和实验技术。,适应新的学习模式。即通过实验进行学习。 提升动手能力，锻炼动手与

3、动脑的结合。 夯实工程技术基础； 培养实事求是的科学作风。,7,北京交通大学大学物理实验,课程序号：73S189Q 课程性质：学科门类基础必修课 课程安排： 物理实验I：春季学期， 34学时 物理实验II：秋季学期，30学时 上课地点：7教三层、四层 课程教材：大学物理实验， 成正维、牛原主编，北京交通大学出版社,8,北京交通大学大学物理实验,实验教学体系,9,上课安排及课时分配：,10,考核：,春季学期：（120分，最后折合成五级九段制）理论课作业（10分）平时实验每个10分（共80分）考核实验（30分）,秋季学期：（80分，最后折合成五级九段制）专题实验每个20分（2个，共40分）设计实验

4、（30分）综合实验（10分）,11,北京交通大学大学物理实验,北京交通大学大学物理实验课由国家级物理实验教学示范中心承担。 2005年获国家级教学成果特等奖、二等奖各1项； 2006年我校物理实验教学中心成为首批“国家级教学示范中心”建设单位（当年全国仅6所高校获得）； 2007年“大学物理实验课程”成为国家级精品课程； 2007年，以实验中心为主体的教学团队被评为首批“国家级教学团队”； 2013年，申报成功“国家精品资源共享课程”。 依托“光学工程”北京市重点学科和“发光学与信息技术”教育部重点实验室，以及“物理学”和“光学工程”两个一级博士学位授权学科进行课程建设。,12,1）实验室本课

5、程教学所依托的物理实验中心是国家级的实验教学示范中心。教学实验室面积已达3200平方米，实验教学设备1400多台套，价值1370万元。每年面向全校理、工科30个专业约3000学生开设大学物理实验和大学物理演示实验，总实验授课学时年均超过24万人时。每年用于物理实验中心实验室建设和设备更新的经费不少于100万元。为支持学生课外创新实践活动，专门开辟了面积80平米的“开放实验室”和面积为80平方米的“创新实践天地”空间。根据教学内容改革需要，本课程教师不断开发新实验，开发改造教学仪器用于教学。,教学条件,13,良好的物理实验教学环境,14,教学条件,2）网络资源自主开发了网络版实验教务系统和手机版

6、实验教务系统，方便学生选课、自主学习、与教师互动、查看实验课各类信息等；自主开发实验导学系统，内容包括预习要点、实验原理、实验仪器、实验流程、实验中常见问题及解决路径、课后扩展等，为学生个性化学习提供了更加丰富的资源；购买仿真实验、虚拟考试系统等网络资源，拓展学生学习空间；建设“物理实验教学示范中心”网站，让学生全面了解实验中心和物理实验。建设北京市物理实验竞赛网站、北京交通大学竞赛网站等，为学生提供竞赛信息和交流平台。正在建设精品资源共享课网站和校内优质课网站。,15,二：大学物理实验学习方法,16,1.端正学习态度。2.做好预习与总结。3.要有独立性又要有合作精神。4.分析与创新能力。,物

7、理实验基本能力要求,二：大学物理实验学习方法,17,1.实验课前预习(1)预习与本实验相关的全部内容。(2)写出预习报告（实验题目、目的、原理、主要计算公式、原理简图、实验步骤）,准备原始实验数据记录表格。,2.课堂实验操作(1)上课需带实验讲义、笔、尺、计算器等。(2)必须在了解仪器的工作原理、使用方法、 注意事项的基础上，方可进行实验。,物理实验基本程序和要求,二：大学物理实验学习方法,18,(3)仪器安装调试后经教师检查无误后方可进行实验操作。 (4)注意观察实验现象，认真记录测量数据，将数据填入原始实验数据记录表格,数据须经指导老师检查及签字。 (5)实验后请将使用的仪器整理好，归回原

8、处。经教师允许后方可离开实验室。,3.课后按要求完成实验报告,（原始数据整理到 实验报告上，进行数据处理并回答问题)，在一周内将实验报告交到指导教师实验报告箱中。,19,封皮： 将信息填写完整,20,预习报告部分： 课前完成。 按要求完成规定的内容。,21,原始数据记录： 课前做好记录表格，上课时指导老师检查。实验时将数据记录在此表上。实验结束交老师检查、签字。,22,其它部分：数据处理与分析； 回答问题； 课后作业等,23,1.利用网络平台中的实验教务系统、导学系统以及仿真实验系统等网络资源和开放实验室等自主学习资源，采用“课前自主预习、课中互动和课后拓展提高”三位一体的学习模式。2.采用多

9、元考核方式。除了传统的实验操作和实验报告成绩外，还将实验设计方案、操作考试成绩、专题论文、竞赛成绩以及课外实验项目成果纳入实验课成绩，对学生实验能力进行综合培养与评价，全面调动学生学习积极性和主动性。,在交大做实验,24,3.采用了开放式选课的教学组织方式。学生可以根据自己的时间段灵活安排实验选课；学生可以根据自己的兴趣选择实验内容。4.实施阶梯式教学，将分层次教学深入到实验项目，实行阶梯式教学，将实验项目内容按难度分为初、中、高三级，学生根据自身能力逐级完成实验任务和选择更高层次拓展内容，满足学生不同需求。,在交大做实验,25,1. 导学系统,大学物理实验导学系统，配合我校大学物理实验精品课

10、程的分层次教学内容，内容涵盖实验室当前所开设的全部大学物理实验项目 基本实验、基础实验、专题实验、设计性实验、基本仪器介绍 针对实验课各个环节，全方位地为同学们们提供指导和帮助，扩展了进行物理实验的时间和空间 课前预习 课后复习 课堂上帮助解决常见多发问题,北京交通大学特色及课外学习资源,26,实验预习复习时可以参阅“物理实验导学系统” 的相关内容。http:/211.71.70.68/dxxt,27,2.物理实验教务系统和手机版物理实验教务系统,2004年开始实施开放式教学、学生自主选课的实验教学模式，为此自行开发了实验教务管理系统。使用本系统，学生可进行大学物理实验项目查询、预约登记、在线

11、交流、评教等操作；教师可实现教学管理、成绩统计、信息发布、师生互动。2008年对该系统进行了升级改造。为了适应当前移动终端的普及，为便利学生选课，2011年自行开发了手机版大学物理实验选课系统。,28,手机版使用：登录大学物理实验教务系统,在“通 知查看”中下载相关软件至用户电脑传入用户手机执行。,网址：http:/211.71.70.120/Default.aspx,29,目的：既为正常实验课完成实验困难的学生提供一个实验学习的额外机会，也为热爱实验基础好能力强的学生提供一个施展才干的全新平台。 地点：7312 时间：见选课系统通知 形式：无需预约，持本人学生证进入 内容：包括大学物理实验课

12、程内的所有实验 项目和相关仪器设备操作。实验竞赛准备。,3. 开放实验室,30,开放实验室掠影,31,4.竞赛,鼓励学生参加竞赛，一直 致力于为学生提供更多的竞赛 机遇。通过竞赛，进一步提升能力。 北京交通大学积极参与每届的全国大学生物理实验竞赛。 北京交通大学物理实验教学示范中心已经连续6年承办北京市大学生物理实验竞赛。 北京交通大学物理实验教学示范中心从2008年开始每年组织北京交通大学生物理实验竞赛。 从2012年开始参加全国物理学术竞赛。,32,校内物理实验竞赛,竞赛目的： 激发对物理实验的兴趣与潜能，培养学生创新能力、实践能力和团队协作意识。 参加竞赛你能够：学习知识、开阔眼界、锻炼

13、能力、收获友谊 参赛要求： 在册本科生，自由组队，参赛组数不限，每组1-2人。竞赛共设4个题目，可选其中一个题目 北京交通大学物理实验竞赛从2008年开始，今年是第七届。本届竞赛时间安排 竞赛题目公布： 4月 竞赛报名：6月 比赛时间：9月（入围赛），10月（决赛）,33,评奖：设立一等奖、二等奖和三等奖，奖项数量和比例按照学校规定 获奖者择优推荐参加北京市大学生物理实验竞赛（11月） 获奖者可获得秋季学期物理实验II课程成绩加分 具体通知、报名和题目请关注 竞赛网站http:/202.205.99.149:8081/,34,竞赛网站http:/202.205.99.149:8081/,35,

14、上届物理实验竞赛题目,题目一： 设计和制作一种机械摆的实验装置（单摆、复合摆、耦合摆、倒立摆、混沌摆、），并研究其运动规律。 题目二： 自组实验装置研究霍尔元件的物理特性，并利用霍尔效应制作一应用装置。 题目三： 学生在校期间完成的物理思想清晰，物理知识点明确的实验制作。 题目四： 学生在校期间完成的物理思想清晰、与实验相关的科研论文和教学论文。教学论文包括物理实验内容和方法的改进、现代测量技术在物理实验中的应用以及实验数据处理优化等。论文限35页，按物理实验期刊格式撰写。,36,校内物理实验竞赛掠影,37,北京市大学生物理实验竞赛,我校物理实验示范中心已经连续六届承办北京市大学生物理实验竞赛

15、。竞赛时间安排：竞赛题目公布： 4月比赛时间：11月准入方式：通过校内赛选拔。每年参赛队7个。,38,北京市大学生物理实验竞赛掠影,39,全国物理学术竞赛,全国物理学术竞赛（CUPT）以其独特的“对抗式”竞赛模式和竞赛在全国的影响力，已经成为国内高校公认的知名赛事。参赛学校主要是包括北大、清华、中科大等在内的“985高校”，竞赛严格控制规模，一般的学校很难有资格参加本赛事。2012年，我校有幸获得了参赛资格，首次参加就取得了二等奖的好成绩(38个代表队，排名第15)； 2013年参赛成绩更进一步，跻身强队行列，参赛39个队,排名第7。,40,全国物理学术竞赛,比赛时间：8月份准入方式：校内选拔

16、特别提醒：校内选拔赛报名正在进行中报名方式：发邮件至报名时写清自己的姓名、年级、学院、专业、联系方式（手机）、特长联 系 人：彭老师 15810672207,41,1 测量与误差 2 有效数字的记录与运算 3 测量结果的不确定度评定,三：测量、误差,42,一.测量及其分类,测量:是用仪器通过一定的方法，进行实验比较， 以某一计量单位，把待测量定量地表示出来。,用单摆测重力加速度:,实验中,的测量结果如何评定？,43,测量包含着：理论 实验方法 仪器选择 测量 数据处理 结果分析等环节。,测量的分类,直接测量,间接测量,等精度测量,不等精度测量,方法：,测量条件：,44,二.误差与偏差,1、真值与误差,测量值x：通过直接测量或间接测量得到的物 理量的值。,绝对误差：,真值x0 : 一个物理量客观存在的量值，与测量所用的理论方法及仪器无关。,45,2、最佳值与偏差,多次测量的算术平均值,偏差：,对物理量 进行多次等精度测量，测量列为,