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2011级应用物理学
邢伟
教6-301
2010级物理学
2010级应用物理学
王栋臣
讲授内容:
1.大学物理实验的目的
2.怎么学好物理实验
3.大学物理实验课的程序和要求(告诉学生预习报告和实验报告如何书写和要求)
4.大学物理实验课程考核与管理办法
5.实验室规则和仪器损坏赔偿规定
6.第一周在教室上理论课,下周开始到实验室实验,具体安排到物理楼3楼公告栏查看
7.实验报告纸以班级为单位到物理楼809购买
8.通知各班学习委员2月17号前把成绩记录表送交物理楼北楼407处,以便编排实验分组;
班级名单电子档一并带上。
9.测量与误差、测量结果的表示和不确定度、数据处理的基本方法
附1:
大学物理实验的目的
大学物理实验是理工科学生进行科学基础训练的重要实践环节,无论专业如何,物理实验能力的培养必不可少,大学物理实验是学习和从事科学实验的起步,其目的是学习获得基本的实验知识,在实验方法、实验技能和实验数据处理等方面受到较为系统和严格的训练,培养学生严肃认真的科学态度和实事求是的科学精神,提高学生的科学素养。
在实验课上,学生借助于自己动手组建的测量系统,得到被测量的具体量值及其变化规律,加强了对被测量的认识。
通过大学物理实验课程的开设,能够做到:
(1)通过对实验现象的观察、分析和对物理量的测量,能够学习有关实验的基本知识、基本方法和基本技能,以加深和扩大对物理知识的理解;
(2)能够培养和提高学生的科学实验能力,包括能够通过阅读实验教材或资料做好实验前的准备工作,能够自己动手组建实验测量系统,能够正确使用仪器,能够运用物理学原理对实验现象进行观察、分析和判断,能够正确记录、处理实验数据,绘制图表,撰写合格的实验报告,能够完成具有设计性内容的实验;
(3)能够培养学生的探索精神、创新精神和严格、细致、实事求是、一丝不苟的科学态度,培养与提高学生的自主学习能力和创新能力,培养学生善于动手、乐于动手、遵守操作规程、爱护国家财产、注意安全等良好的科学习惯。
附2:
怎样学好物理实验
大学物理实验是一门实践性课程,对一个高等学校的学生来讲,不论专业如何,大学物理实验都是一门重要的基础课程。
对所有学生来讲,了解和掌握这些进行实验研究的方法和技巧,不仅对物理学理论的学习是重要的,而且对后续课程的学习,尤其是对将来所从事的实际工作所需要具备的独立工作能力和创新能力等素质来讲,也是十分必要的,这是大学物理理论课不能做到,也不能取代的。
因此,大学物理实验应该是理工科学生的一门独立的重要的必修基础课程。
要注意掌握基本的实验方法和测量技术
基本的实验方法和测量技术在实际工作中会经常遇到,并且是复杂的方法和技术的基础。
学习时不但要搞清它们的基本原理,还应该逐步地熟悉和记牢它们,且能运用这些方法和技术设计一些简单的实验。
任何一种实验方法和测量技术都有着它应用的条件、优缺点和局限性,只有亲自做了一定数量的实验后,才会对这些条件、优缺点和局限性有切身的体会。
虽然方法和手段会随着科学技术和工业生产的进步而不断改进,但历史积累的方法仍是人类知识宝库精华的一部分,有了积累才能有创新,因此,从一开始就应十分重视实验方法知识的积累。
要有意识地培养良好的实验习惯
学生进入实验室要遵守实验室操作规程和安全规则。
在开始做实验之前,应当先认真阅读实验教材和有关仪器资料,这样你才有可能对将要做的实验工作有具体而清楚的了解;
在实验过程中要求认真并重视观察实验现象,一丝不苟地记录实验数据。
要求记录数据要原始、完整、全面、清楚,要有必要的说明注释等。
这样,你才有可能在需要时随时查阅这些记录,从而在处理数据、分析结果时,有足够的第一手资料。
在实验过程中,凡有必要,应重复测量若干次。
注意记录实验的环境条件(如室温、气压、湿度、仪表名称、规格、量程和精度等),注意实验仪器在安置和使用上的要求和特点,还要注意纠正自己不正确的操作习惯和姿势。
需要两人合作时,要密切配合。
良好的习惯需要经过很多次实验后的总结、反思和回顾以后才能形成。
而良好的实验习惯,对保证实验的正常进行,确保实验中的安全,防止差错的发生,都有很好的作用。
无数实践证明,良好习惯的养成,只有在实验的过程中有意识地去锻炼自己才行。
要注意养成善于分析的习惯
实验中要善于捕捉和分析实验现象。
力争独立排除实验中各种可能出现的故障,并锻炼自己自主发现问题、分析问题和解决问题的能力。
如:
实验数据是否合理、正确?
实验结果的可靠性和正确性又如何?
这些问题的解决,主要依靠分析实验方法是否正确、合理?
它可能引入多大的误差?
实验仪器又会带来多大误差?
实验环境、条件的影响又将如何?
为了帮助初学者克服实验经验少、还没有掌握一整套分析实验的方法等实际情况,作为大学基础教学实验的物理实验课往往在实验教材中安排少数已有十分确切理论结论的实验课题,使初学者便于判断实验结果的正确性。
但千万不要误认为做实验的目的只是为了得到一个标准的实验结果。
如果获得的实验数据与标准数据符合了就高兴,一旦有所差别,就大失所望,抱怨仪器或装置不好,甚至拼凑数据,这些表现都是不正确的,是违背科学的。
事实上,任何理论公式和结论都是经过一定的理论上的抽象并被简化了的,而客观事实与实验所处的环境条件则要复杂得多,实验结果与理论公式、结论之间发生差别是必然会有的,问题是差异有多大?
是否合理?
不论实验结果或数据的好坏,都应养成分析的习惯。
当然也不要贸然下结论。
首先要检查自己的操作和读数,注意实验装置和环境条件。
若操作和读数经检查正确无误,那么毛病可能出现在仪器和装置本身。
小的故障、小的毛病,实验者应力求自己动手去排除,起码也应留意教师或实验室工作人员是怎么着手解决的。
学习教师如何去判定仪器失灵或故障所在、怎样修复。
在此还应着重指出,能否发现仪器装置的故障、能否及时迅速修复,正是一个人实验能力强弱的重要表现,初学者应要求自己逐步提高这方面的能力。
要掌握好每个实验的重点
每个实验的内容都是有弹性的,首先应完成基本内容,这既是基础,也是重点。
所以必须注意实验的目的,这样可以提高学习效率。
完成基本内容后,如果时间许可,可以根据具体情况,进一步完成其它内容。
尝试去分析实验可能存在的一些问题,如使用仪器的精度、可靠性、实验条件是否已被满足?
怎样给予证实?
或进一步提出改进实验的建议,试做一些新的实验内容等。
要注意创新能力的培养
教学实验虽然是经过安排设计的,但同学仍然要多思考些问题。
如每一项实验内容为什么要通过这样的途径(方法)进行测量,有什么改进建议等。
激发求知欲望和学习热情,从而提高创新意识、增强创新能力。
附3:
大学物理实验课程的程序和要求
物理实验都着自己的特点和规律,有自己的实验理论、实验方法和实验技能,实验课的进行大致分为:
提出任务,确定方案,选择仪器设备,安装调试,观察测量,记录数据,总结分析写出实验报告。
每个实验环节都有一定的基本要求,基本技能的训练。
实验技能的训练贯穿于实验的全过程中,实验方法又各自分散在不同的类型的实验中,因此要达到学会实验,掌握基本技能的目的,就要求认真进行每个实验环节的训练,并且在不同实验内容中学习实验方法。
大学物理实验的基本教学环节有以下三个:
实验前的预习
预习是实验的准备阶段,只有认真做好预习,才能在有限的实验时间内做好实验。
实验教材是学生进行实验的指导书,它对每个实验的目的与要求、实验原理都作了明确的阐述。
因此,在实验前要认真的阅读,必要时还要阅读和实验有关的参考资料,基本弄清楚实验所用的实验原理和方法、使用什么仪器、仪器性能是什么、如何使用、要测试什么、操作要点及注意事项等,根据实验任务在实验记录纸上画出记录数据的表格。
有些实验还要求学生在实验课前自拟实验方案,自己设计线路或光路图,自拟数据表格等。
在此基础上,写好预习报告,回答预习思考题。
预习报告内容主要包括以下内容:
实验名称要做的是什么实验。
实验目的扼要说明该实验所要解决的中心问题。
实验仪器说明所用的主要仪器型号、规格等。
实验原理简要阐述实验所依据的物理规律或主要公式、列出有关测量的条件,要明确哪些物理量是直接测量量、哪些是间接测量量,电学实验要绘出电原理图、光学实验应绘出光路图。
实验方法拟出测量计划、实验步骤或操作程序。
数据记录设计好测量数据记录表格。
每次实验前,学生必须完成规定的预习内容,教导教师在上课前将检查学生的预习情况,并评定预习成绩,对于没有预习和未完成预习报告的学生,指导教师将停止该生本次实验。
实验中的操作
进入实验室后,在不同的实验室中,分别有不同的电源、水源、激光、放射性物资等,因此,学生必须详细了解并严格遵守实验室规则和各项规章制度。
实验操作是实验的主要内容,实验时应仔细阅读有关仪器使用的注意事项或仪器说明书;
在教师的指导下正确使用仪器,注意爱护,稳拿妥放,防止损坏。
对于电学实验,要在指导教师检查电路的连接正确无误后,方可接通电源进行实验。
实验进程,首先是布置、安装和调试仪器,实验台上仪器布置要合理,要方便读数,做到操作有序,为了使仪器达到最佳的工作状态,必须细致、耐心地进行调试,冷静地分析和处理调试中出现的仪器故障,如果遇到困难不能自己解决时,可以请教教师指导。
调试准备就绪后,开始进行测量,对实验数据要严肃对待,测量的原始数据要用钢笔或圆珠笔整齐地记录在自己准备好的表格中,做好实验记录是科学实验的一项基本功,在观察、测量时,要做到正确读数,实事求是地记录客观现象和数据。
在测量过程中要尽量保持实验条件不变,在实验记录中也要反映出当天实验的室温、大气压等环境条件以及所用仪器的型号、规格、编号和性能等情况,以便以后需要时可以用来重复测量和核实实验结果的误差,测完数据后,记录的数据要经指导教师审阅签字,发现错误数据时,要重新进行测量。
离开实验室前要整理好使用过的仪器,做好清洁工作。
实验操作中,要保持安静,养成自己独立完成实验的良好习惯,真正做到通过实验来提高动手能力。
操作中,指导教师会根据学生的动手操作情况给出实验的操作成绩。
3.实验后的报告
实验报告是实验工作的全面总结,写实验报告的目的是为了培养和训练学生以书面形式总结工作或报告科学成果的能力。
写实验报告要用简明的形式将实验结果完整、准确地表达出来,要求文字通顺,字迹清楚,图表正确,数据完备和结论明确,讨论认真。
实验报告通常包括以下内容:
实验名称表示做什么实验。
实验目的说明为什么做这个实验,做该实验达到什么目的。
实验仪器列出主要仪器的名称、型号、规格、精度等。
实验原理简明扼要的说明实验的理论依据,列出测量和计算所依据的主要公式,注明公式中各量的物理含义及单位,公式成立所应满足的实验条件等。
画出有关的图(光路图、电路图或实验装置示意图等)。
实验内容概括性地写出实验进行的主要过程和注意要点。
设计性实验应写出关键性的步骤和注意事项等。
数据记录与数据处理实验中所测得的原始数据一般要求以表格的形式列出,正确表示有效位数和单位。
根据实验目的对测量的结果进行计算或作图表示,要求写出数据处理的主要过程、曲线图的绘制及误差分析等。
实验分析及讨论扼要写出实验结论,讨论实验中观察到的异常现象及其可能的解释,分析实验误差的主要来源,对实验方案及其改进意见进行讨论评述,简述自己做本实验的心得体会,回答实验思考题。
一般讨论内容不受限制,这是实验报告中最灵活的部分。
实验报告必须在做完实验一周之内完成,要按时交实验报告,认真进行实验总结,撰写合格的实验报告,提高科学实验的表达能力,指导教师根据实验报告完成情况给出实验报告成绩。
附4:
大学物理实验课程考核与管理办法
一、基本原则
1.凡独立开设的实验课,一律作为考试课。
2.实验课考试,先行于理论课考试,应安排在期末停课前进行。
3.实验课不得免听、免修,未修满规定课时者,不得参加考试。
二、考核形式
实验课考试分平时考核和期终考试两部分。
1、平时实验成绩考核
教师要对学生所做每个实验进行考核,考核内容包括:
实验预习、实验操作、实验报告三部分。
实验预习:
学生课前必须进行预习,教师应通过查阅预习报告、课堂提问等方式检查预习效果;
实验操作:
在实验过程中,教师可依据学生使用和操作仪器的能力、观察和分析实验现象的能力、主动排除故障的能力、实验结果和数据的正确性以及学生的课堂纪律、实验态度、保持卫生等方面的表现进行综合考核,学生实验的原始数据须由教师签字认可;
实验报告:
内容充实、图表齐全、数据处理正确、对实验结果有自己独立见解、书面整洁、结构合理等。
如弄虚作假、抄袭他人结果者,实验报告成绩以零分记。
教师应严格按照以上三个方面做好实验教学的平时考核,并将考核结果记入学生平时考核成绩记录表中。
2、期末考试
期末实验考试,应根据本门实验课的具体特点,对学生进行实验理论、实验技能考试。
考试以达到实验教学大纲要求为目标,以抽签形式决定考试内容。
各实验室根据学生完成操作情况评定成绩。
三、实验成绩评定
实验成绩=平时成绩+操作成绩
平时成绩:
40%
操作成绩:
60%
四、考试资格
学生有下列情况之一者,不得参加该课程(含实践环节)的学期考核。
1.学生累计缺课超过该门课程教学时数的三分之一。
2.未经批准选修的课程。
五、补考
1.每学期完成实验个数少于总实验个数三分之二的学生,不得参加期终实验考试,实验成绩以平时成绩登录。
2.因故未完成规定实验个数的学生,随下学期补作所缺实验后,再随之参加考试。
实验成绩不及格者,下学年参加实验重修,考试成绩与平时成绩汇总后按院有关规定登录。
《普通物理实验1》、《大学物理实验》操作考试说明
1.抽签在物理实验楼北楼407,先抽取考试所在实验室,登记后,到所抽取的实验室再抽取考试题目;
抽签结果当场登记,不准自己私自调换实验室,否则以作弊处理.
2.不准带实验指导书和其他书籍,自己备好计算器、坐标纸和作图工具;
3.参加考试的学生必须携带学生证或校园卡.
4.在每一次抽签时间和考试时间内,其他时间段的学生不要在实验室周围停留、喧哗,到规定的时间时,再到指定的地点参加抽签和考试;
5.考试实验室分布:
301(大学物理实验室1);
303(大学物理实验室2);
703(大学物理实验室3);
704(大学物理实验室4);
附5:
实验室规则和仪器损坏赔偿规定
实验室规则
1.不迟到、不早退,严禁随意摆弄仪器设备.
2.实验前必须交验预习报告,不合格者必须重新预习.
3.检查仪器完好情况,发现问题及时报告指导教师.
4.按规程组装、操作仪器,经教师检查后方可进行实验.
5.如实记录各种实验数据,严禁抄袭、伪造实验数据.
6.认真填写《信阳师范学院实验情况记录本》.
7.实验结束后,在实验结果及设备完好情况下经教师检查签字后方可离开实验室,仪器设备若有损坏,按《教学仪器设备丢失损坏赔偿办法》处理.
8.保持实验室安静、整洁,严禁在室内吸烟.
教学仪器设备丢失损坏赔偿办法
(一)由下列原因发生责任事故,造成教学仪器设备损坏和丢失的,应按设备的原值或残值进行赔偿。
1.不按制度又未经批准擅自动用或拆卸设备造成了设备的损坏或丢失的;
2.有条件但未采取有效的安全防盗措施,造成设备损坏或丢失的;
3.使用人员、实验人员和保管人员因工作失职,造成设备损坏或丢失,后果严重的;
4.不听指挥,违反操作规程和有关规定造成损坏的;
5.实验教师工作不负责任,指导错误或不及时,造成设备损坏的;
6.其他不遵守规章制度等主观原因造成严重损坏的。
(二)下列情况可按损坏的价值酌情减轻赔偿
1.损坏轻微,经本人修复不影响设备功能的(按残值的10%赔偿);
2.发生事故后能积极设法减少损坏程度,未造成严重后果的(按残值的20%赔偿);
3.确因缺乏经验或技术上不熟练造成损坏的(按残值的40%赔偿)
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