1、大学物理实验教学改革的思考和实践,改革的背景 打破传统的实验课程体系，建立物理实验课程新体系 突出时代性与先进性的实验内容 营造创新人才培养的多元化教学环境面向21世纪的教材“大学物理实验”,改革的背景,物理学在人的科学素质培养中有重要的地位，物理实验教学是人才培养的重要环节。实验教学应该面对时代的发展、科技进步的新趋势和新挑战不断有所创新。站在培养21世纪优秀人才的角度，审视教学中存在的弊端： 近十多年来课程体系、教学内容、教学模式和教学方法的改革是国内、外关注的课题,返回,打破传统的实验课程体系，建立物理实验课程新体系,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
2、本实验、综合性实验、设计性实验、科学小实践组成 。四级物理实验课程新体系,返回,突出时代性与先进性的实验内容,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,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网上物理实验教学 开设“物理学史的启迪”seminar课程改革考试方法，调动学生学习的主动性 和创新性。,返回,系统概况,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
3、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：,教师与学生都可在任何地点开展网络教学，如在家中，出差旅途中。可灵活实现实时或非实时的全国性网络教学，优化教学资源，消除地区、学校间教师资源差距。特别有利于目前大学合并而产生的多分校、多地点组织统一教学。,2. 在系统设计上采用客户机服务器三层体系结构。 教学管理、师生教学交互部分设计在网上运行，学生与教学仪器的交互以光盘的形式放在本地进行。这样大大节省了网络通信费用和教学服务器的负荷，学生在不需要与教师交互的情况下，可离线操作，完成实验。是目前在低速Internet网上最经济又切实可行的远程教学模式。,3. 该系统的使用将大
4、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。,4. 在高速宽带网上的功能扩展：建立网上实验教学实时讨论区（语音）。教师端可监视学生的实验过程，实现网上考试。,学生选课,教师编组,教师公告,学生登录,实验科目,实验报告,学生填写报告,教师批改报告,填写成绩,返回,一级物理实验,长度测量 时间测量中随机误差的分布规律 用示波器测量时间用天平测量质量 用惯
5、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 热敏电阻测温度的原理半导体温度计的设计与制作 发光强度的测量 发光强度的测量直线运动中速度的测量 物体碰撞过程中守恒定律研究 用弦振动形成的驻波求振动频率单摆的设计和研究 二维碰撞运动的研究 空气密度的测量表面张力系数的测定 液体粘滞系数的测定 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 测量螺线管磁场 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Mi
6、llikan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 凯特摆测量重力加速度 声速的测量超声波的应用探伤及测厚 热胀系数测量 热导系数的测量 金属电阻测温实验 弱电流放大及应用 用示波器测量电压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
7、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,光电转换器特性研究 电涡流传感器实验 压电传感器周期电信号波形的傅立叶分析 用交流梯度磁强计测磁性傅立叶光学的空间频谱和空间滤波 调制法空间假彩色编码及卷积定理的光学模拟 激光散斑测量 光纤干涉仪 椭圆偏振光法测定介质薄膜的厚度和折射率激光多普勒效应 铁磁共振 塞曼效应同位素光谱-氢氘原子光谱 同位素光谱-氢氘
8、原子光谱 用闪烁谱仪测射线能谱核磁共振 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 光泵磁共振透射电子显微镜 扫描电子显微镜 低温获得与温度的测量低温比热的测量 气体放电等离子体特性研究 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 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 相机成象实验 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 射线动态测厚仪 位置分辨正电
9、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：薄膜制备技术与性能测试 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 激光系列实验 半导体电性能测试系列实验,返回,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,四级物理实验新体系,一级物理实
10、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,教学上存在的弊端,教学体系、内容、模式、方法远远落后于科技进步的步伐。教学仪器日趋现代化的今天，如何改变教学模式和方法，充分利用教学资源，让学生得到更多？如何强化物理文化素养教育，从物理学史中启迪学生的科学素质和创新意识。,返回,图1。各册实验按学科比例,第一册按学科比例,第二册学科比例,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,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,谢谢！,返回,
