设计研究性物理实验绪论
大学物理实验教学是物理学的重要组成部分，是独立于大学物理理论教学的一个重要的教学环节，其作用是通过实验观测与分析加深对物理知识和规律的认识与理解，使学生掌握物理实验的基本知识、基本理论、基本方法和实验技能，培养他们从事科学实验的基本素质和开创性的科研能力，设计性物理实验能促进学生积极主动地学习和思考，有利于提高学生的科学实验能力和素养。
1、设计性物理实验的目的和意义
设计性物理实验教学以“开发学生智能，培养与提高学生科学实验能力和素养”为目的。在对学生进行基础物理实验知识和方法技能训练的基础上，使学生能运用所学知识和技能独立完成和解决物理实验问题，提高学生独立分析问题和解决问题的能力，为毕业设计、撰写科研成果报告和学术论文奠定良好的基础。开设设计性物理实验不仅对激发学生的创造性思维和探索性精神、培养学生的科学实验能力、提高学生的科学实验素质有重要作用，而且是培养学生的创新精神、创新意识，以及创造性思维的重要途径。
2、设计性物理实验的特点
设计性实验是一种介于基本教学实验与实际科学实验之间，对科学实验全过程进行初步训练的教学实验。这类实验课题和研究项目，一般由实验室提出，因此带有一定的综合应用性质或部分设计性任务。做设计性实验时，要求学生在充分理解基本原理的基础上，综合运用所掌握的基础理论知识、实验技能，以及各种测量手段和实验方法，自行设计实验方案、确定实验方法、选择配套仪器设备，进行实验测试，最后写出比较完整的实验报告或论文。因此，课题和项目的内容是经过精心挑选，它们具有综合性、典性型和探索性。
3、设计性物理实验的教学要求
设计性物理实验要求学生自行设计和选择合理的实验方案，并在实验过程中检验其正确性。因此，设计性教学实验的核心是设计和选择实验方案，并检验方案的正确性与合理性。设计时一般包括下列几方面要求：①根据研究与实验精度的要求，确定所应用的原理 ;②选择实验方法与测量方法：③确定测量条件，选择配套仪器以及对测量数据进行合理处理的方法等。在进行实验设计、观察现象、测量数据、计算结果、综合分析、写实验报告的过程中，应考虑各种误差出现的可能性，并分析其产生的原因，估算其大小，以便消除或减小误差的影响。
大学物理实验教案
教学课题 绪论
教学时数 2学时
教学对象 理工科类、农学类各专业
教学地点 基础实验楼5-6楼
实验仪器 课堂理论课
教学目的 1. 培养学生的物理实验知识，加深对物理学原理的理解
2. 培养与提高学生的科学实验能力与科学素养
3. 理解测量的基本术语、误差的分类与计算方法
4. 掌握在各种运算中有效数字位数的取舍原则
5. 掌握直接测量量与间接测量量不确定度的计算方法
6. 掌握列表法、作图法、逐差法与最小二乘法来处理实验数据
7. 指导学生能够独立完成预习、进行实验和撰写实验报告
教学内容 1. 为什么要上物理实验课
2. 实验数据处理的基础理论
3. 怎样上好物理实验课
教学重点 1．测量的基本术语及其解释
2．有效数字的读取与运算
3. 直接测量量的数据处理方法
4. 间接测量量的数据处理方法
5. 双变量测量的数据处理方法
教学难点 1. 有效数字的读取与运算
2．不确定度的传递与计算方法
课堂教学环节与时间分配
课程说明：（4分钟）
1、课程考核
学生每次实验成绩从三个方面考察
①实验预习；（占10％）采用传统“纸质预习”或“网上预习”
包括实验名称、实验目的、实验仪器、实验原理、数据表格等
课堂教学环节与时间分配
②实验操作；（占20％）
包括仪器使用、数据的测量和记录、实验结束后仪器的整理、学习态度和独立操作能力等，由指导教师根据课堂表现给出成绩
③实验报告；（占70％）
单次成绩=预习×10%+操作×20%+报告×70%
期末成绩=各实验成绩总和÷实验次数
2、处罚规定
(1)上课迟到5分钟以上及实验预习不合格者，取消当次实验资格；
(2)有以下情况之一期末实验成绩记为不及格
①一学期迟到3次或旷课2次以上的；
②模仿指导教师对数据记录、操作、报告签字的；
③实验报告中随意拼凑、编造和抄袭数据的；
(3)不按规定要求操作仪器而造成仪器损坏者，须照价赔偿并给予相应的处分；
２０１３年（第４２卷）第６期
浅谈如何上好大学物理实验绪论课
郑 玉
（兰州交通大学数理学院，甘肃兰州７３００７０）
摘要：在大学物理实验课开始前实验绪论课的理论讲授中，针对绪论课内容广、概念多、课时少的特点，从更新教学理 念，激发学生学习兴趣，改进教学方法，提高教学效果人手，并对学生在大学物理实验中存在的具体问题及薄弱环节，就如 何上好实验绪论课进行的一些探讨。 关键词：大学物理实验；绪论课；教学
大学物理实验是理工科大学生进入高等院校后首
先接触到的实践性教学环节，是对大学生进行系统的
科学实验方法和技能训练的重要必修课，是接受系统
实验技能训练的开端，也是后续专业实验的基础，同时
对大学生毕业后从事科学研究和工程实践必将产生深
远的影响。大学物理实验绪论课是实验课正式开始前
实验理论的集中讲授，是引导学生进入实验教学领域
的先导，是构建实验教学的重要平台，它在培养学生用
实验的方法去发现、观察、分析、研究和解决问题及能
力方面起着重要的作用。该课程的科学性、完整性和
严谨性都直接影响到学生对后续实验课的学习兴趣，
因此它在整个实验课的教学环节中起着至关重要的桥
梁作用。 兰州交通大学学生生源分布广，学生的实验基础
参差不齐，相当一部分学生来自农村，没有受过系统的
实验技能训练，对物理实验怀着既好奇又陌生的心态。
绪论课包含的内容多，而所给学时相对较少，如何在短
时间内上好绪论课无疑是摆在教师面前的一个课题。 结合指导大学物理实验课的实践经验，针对学生在实
验课中存在的具体问题以及数据处理方面的薄弱环
节，就如何上好大学物理实验绪论课，提高教学效果进
行的一些探讨。
ｌ 更新教学理念，激发学生的学习兴趣
教师要利用绪论课的机会向学生全面介绍开设物 理实验课的重要性和必要性，物理实验课的地位和作 用，物理学实验的发展历史、发展背景以及对现代科学
的重要应用价值，特别是一些经典物理学实验对现代
物理实验复习提要
（一） 第一章 测量不确定度与数据处理
1．直接测量、间接测量，测量误差与真值，绝对误差与相对误差，系统误差与随机误差，仪器误差限，最佳测量值，测量列的标准差、平均值的标准差，不确定度，不确定度的A类分量、t因子，不确定度的B类分量、置信系数C。
2．系统误差产生的原因，特点，发生规律和处理方法。
3．直接测量的误差估算：
（1）标准偏差的计算（贝塞尔公式）和平均值的标准差的计算。
（2）单次直接测量和多次直接测量的不确定度的计算。
（3）不确定度u的合成公式
（4）测量结果的表达及其意义。
4．间接测量的误差传递
（1）会推导不太复杂的函数关系的误差传递公式。
（2）能熟练计算间接测量量的不确定度。
5．有效数字
（1）有效数字的概念（要会正确判断有效数字的位数）。
（2）有效数字的应用：
① 在直接测量中，数据一般要记录到仪器最小分度的下一位，即估读位。 ② 在数据处理中，最后的不确定度和绝对误差只取一位有效数字，相对误差（不确定度）取两位有效数字，计算的中间过程有效数字可多保留一至二位。
③ 测量结果表示：不确定度决定有效数字，最佳值的最后一位与不确定度对齐。
④ 有效数字的修约：本书采用“四舍六入五凑偶”的修约法。
⑤ 有效数字的运算：（要会用和、差、积、商的运算规律进行有效数字的计算）。
6．实验数据处理
（1）实验数据处理方法：列表法、作图法、逐差法和最小二乘法的原理,应用条件及有关参数（例如最小二乘法中的相关系数）的意义。
（2）能用上述方法熟练处理实验数据。
(二) 第二章 物理实验的基本方法和知识
1.了解有哪些基本的实验测量方法和你所做过的实验各主要采用了哪一种方法。
2.了解有哪些基本的调整与操作技术和你所做过的实验各主要采用了哪些调整与操作技术。
（三）你所做过的实验
1.各类实验（力学、热学、电磁学、光学）的特点、规则及主要注意事项。 2.常用量具和测量仪表（例如：钢直尺、游标卡尺、螺旋测微计、物理天平、玻璃温度计、电流表、电压表、滑线变阻器、电阻箱、读数显微镜、望远镜等）的测量原理，使用方法，仪器误差和使用注意事项。
