第一篇:理工科大学物理实验课程教学基本要求
附件2:
理工科大学物理实验课程教学基本要求
物理学是研究物质的基本结构、基本运动形式、相互作用及其转化规律的自然科学。它的基本理论渗透在自然科学的各个领域,应用于生产技术的许多部门,是其他自然科学和工程技术的基础。
在人类追求真理、探索未知世界的过程中,物理学展现了一系列科学的世界观和方法论,深刻影响着人类对物质世界的基本认识、人类的思维方式和社会生活,是人类文明的基石,在人才的科学素质培养中具有重要的地位。
物理学本质上是一门实验科学。物理实验是科学实验的先驱,体现了大多数科学实验的共性,在实验思想、实验方法以及实验手段等方面是各学科科学实验的基础。
一.课程的地位、作用和任务
物理实验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,是本科生接受系统实验方法和实验技能训练的开端。
物理实验课覆盖面广,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,是培养学生科学实验能力、提高科学素质的重要基础。它在培养学生严谨的治学态度、活跃的创新意识、理论联系实际和适应科技发展的综合应用能力等方面具有其他实践类课程不可替代的作用。
本课程的具体任务是:
1.培养学生的基本科学实验技能,提高学生的科学实验基本素质,使学生初步掌握实验科学的思
想和方法。培养学生的科学思维和创新意识,使学生掌握实验研究的基本方法,提高学生的分析能力和创新能力。
2.提高学生的科学素养,培养学生理论联系实际和实事求是的科学作风,认真严谨的科学态度,积极主动的探索精神,遵守纪律,团结协作,爱护公共财产的优良品德。
二、教学内容基本要求
大学物理实验应包括普通物理实验(力学、热学、电磁学、光学实验)和近代物理实验,具体的教学内容基本要求如下:
1.掌握测量误差的基本知识,具有正确处理实验数据的基本能力。
(1)测量误差与不确定度的基本概念,能逐步学会用不确定度对直接测量和间接测量的结果进行评
估。
(2)处理实验数据的一些常用方法,包括列表法、作图法和最小二乘法等。随着计算机及其应用技
术的普及,应包括用计算机通用软件处理实验数据的基本方法。
2.掌握基本物理量的测量方法。
例如:长度、质量、时间、热量、温度、湿度、压强、压力、电流、电压、电阻、磁感应
强度、光强度、折射率、电子电荷、普朗克常量、里德堡常量等常用物理量及物性参数的测量,注意加强数字化测量技术和计算技术在物理实验教学中的应用。
3.了解常用的物理实验方法,并逐步学会使用。
例如:比较法、转换法、放大法、模拟法、补偿法、平衡法和干涉、衍射法,以及在近代
科学研究和工程技术中的广泛应用的其他方法。
4.掌握实验室常用仪器的性能,并能够正确使用。
例如:长度测量仪器、计时仪器、测温仪器、变阻器、电表、交/直流电桥、通用示波器、低频信号发生器、分光仪、光谱仪、常用电源和光源等常用仪器。
各校应根据条件,在物理实验课中逐步引进在当代科学研究与工程技术中广泛应用的现代
物理技术,例如,激光技术、传感器技术、微弱信号检测技术、光电子技术、结构分析波谱技术等。
5.掌握常用的实验操作技术。
例如:零位调整、水平/铅直调整、光路的共轴调整、消视差调整、逐次逼近调整、根据
给定的电路图正确接线、简单的电路故障检查与排除,以及在近代科学研究与工程技术中广泛应用的仪器的正确调节。
6.适当介绍物理实验史料和物理实验在现代科学技术中的应用知识。
三、能力培养基本要求
1.独立实验的能力——能够通过阅读实验教材、查询有关资料和思考问题,掌握实验原理及方法、做好实验前的准备;正确使用仪器及辅助设备、独立完成实验内容、撰写合格的实验报告;培养学生独立实验的能力,逐步形成自主实验的基本能力。
2.分析与研究的能力——能够融合实验原理、设计思想、实验方法及相关的理论知识对实验结果进
行分析、判断、归纳与综合。掌握通过实验进行物理现象和物理规律研究的基本方法,具有初步的分析与研究的能力。
3.理论联系实际的能力——能够在实验中发现问题、分析问题并学习解决问题的科学方法,逐步提
高学生综合运用所学知识和技能解决实际问题的能力。
4.创新能力——能够完成符合规范要求的设计性、综合性内容的实验,进行初步的具有研究性或创
意性内容的实验,激发学生的学习主动性,逐步培养学生的创新能力。
四、分层次教学基本要求
上述教学要求,应通过开设一定数量的基础性实验、综合性实验、设计性或研究性实验来实现。这三类实验教学层次的学时比例建议大致分别为:60%、30%、10%(各学校可根据本校的特点和需要,做适当调整,建议综合性实验、设计性或研究性实验的学时调整幅度分别不高于25%,并含有一定比例的近代物理实验)。
1.基础性实验:主要学习基本物理量的测量、基本实验仪器的使用、基本实验技能和基本测量方法、误差与不确定度及数据处理的理论与方法等,可涉及力学、热学、电磁学、光学、近代物理等各个领域的内容。此类实验为适应各专业的普及性实验。
2.综合性实验:指在同一个实验中涉及到力学、热学、电磁学、光学、近代物理等多个知识领域,综合应用多种方法和技术的实验。此类实验的目的是巩固学生在基础性实验阶段的学习成果、开阔学生的眼界和思路,提高学生对实验方法和实验技术的综合运用能力。各校应根据本校的实际情况设置该部分实验内容(综合的程度、综合的范围、实验仪器、教学要求)。
3.设计性实验:根据给定的实验题目、要求和实验条件,由学生自己设计方案并基本独立完成全过
程的实验。各校也应根据本校的实际情况设置该部分实验内容(实验选题、教学要求、实验条件、独立的程度等)。
4.研究性实验:组织若干个围绕基础物理实验的课题,由学生以个体或团队的形式,以科研方式进
行的实验。
设计性或研究性实验的目的是使学生了解科学实验的全过程、逐步掌握科学思想和科学方法,培养学生独立实验的能力和运用所学知识解决给定问题的能力。各校应根据本校的实际情况设置该类型的实验内容(选题的难、易,涉及的领域等)。
五、教学模式、教学方法和实验学时的基本要求
1.各学校应积极创造条件学校开放物理实验室,在教学时间、空间和内容上给学生较大的选择自由。
为一些实验基础较为薄弱的学生开设预备性实验以保证实验课教学质量;为学有余力的学生开设提高性实验,提供延伸课内实验内容的条件,以尽可能满足各层次学生求知的需要,适应学生的个性发展。
2.创造条件,充分利用包括网络技术、多媒体教学软件等在内的现代教育技术丰富教学资源,拓宽
教学的时间和空间。提供学生自主学习的平台和师生交流的平台,加强现代化教学信息管理,以满足学生个性化教育和全面提高学生科学实验素质的需要。
3.考核是实验教学中的重要环节,应该强化学生实验能力和实践技能的考核,鼓励建立能够反映学
生科学实验能力的多样化的考核方式。
4.物理实验课程一般不少于54学时;对于理科、师范类非物理专业和某些需要加强物理基础的工
科专业建议实验学时一般不少于64学时。
5.基础性实验分组实验一般每组1-2人为宜。
六、有关说明
1.本基本要求适用于各类高等院校工科专业和理科非物理专业的本科物理实验教学。
2.建议有条件的学校在必修实验课程之外开设1—2门物理实验选修课,其内容以近代物理、综合性、应用性实验为主,面可以宽一些,技术手段应先进一些,以满足各层次学生的需要。各校应积极创造条件,开辟学生创新实践的第二课堂,进一步加强对学生创新意识和创新能力的培养,鼓励和支持拔尖学生脱颖而出。
3.积极开展物理实验课程的教学改革研究,在教学内容、课程体系、教学方法、教学手段等各方面
进行新的探索和尝试,并将成功的经验应用于教学实践中。
教育部高等学校物理学与天文学教学指导委员会
物理基础课程教学指导分委员会
2008年1月24日
第二篇:大学物理实验课程总结
通过这个学期的大学物理实验课程,我体会颇深。物理实验是物理学习的基础,虽然在很多物理实验中我们只是复现课堂上所学理论知识的原理与结果,但这一过程与物理家进行科学研究的物理实验是一致的。老师们通过精心设计实验方案、严格控制实验条件等多种途径,以最佳的实验方式呈现物理问题,使我们通过努力能够顺利地解决物理实验呈现的问题,考验了我们的实际动手能力和分析解决问题的综合能力,加深了我们对有关物理知识的理解。通过一学期的课程,我学到了很多东西。
做大学物理实验时,需要认真地预习,弄清楚实验的总体过程,弄懂实验的目的、基本原理,了解实验所采用的方法的关键与成功之处;对照教材所列的实验仪器,了解仪器的工作原理,性能、正确操作步骤,特别是要注意那些可能对仪器造成损坏的事项。然后还要写预习报告,预习报告能够帮助我们顺利完成实验中的各项操作。在写预习报告的时候,我们一般包括实验目的,基本原理,实验仪器,操作步骤,测量内容,数据表,预习思考题等。数据表与操作步骤密切相关,数据表中的栏目排列顺序应与操作步骤的顺序合理配合。这样就可以随时将数据按顺序填入表中,也可以随时观察和分析数据的规律性。预习思考题,是加深实验内容或对关键问题的理解、开发视野的一些问题,在实验前认真地思考并回答这些问题,有助于提高实验质量。对于不明白的问题或实验原理中一些不明白的地方,可以跟自己的同学讨论一下或查一下相关的资料,实在不明白的地方可以问老师,只有把实验中所有的地方都弄通弄透彻,才能达到实验应有的效果。
预习是做实验前必须的工作,但是实验的主要工作还是实际操作。实验过程中要严格按照实验仪器的操作要求来操作,所有仪器要调整到正确的位置和稳定的状态,在实验的过程中,经常会出现一些故障或观察到的实验现象与理论上的现象不符,首先应认真思考并检查实验仪器使用以及线路连接是否正确,不正确的及时进行改正,若自己不能解决,应及时请老师来指导,切不可敷衍过关,草草了事。对于数据的纪录,则要求我们要有原始的数据纪录。而且在实验过程中必须认真地观察实验现象,并做如实的记录。
在实验操作完成后,应认真地处理实验数据。在系统误差一定的情况下,实验数据处理得恰当与否,会直接影响偶然误差的大小。所以对实验数据的处理是物理实验的重要内容之一。在这一学期中我们学到的处理数据的方法有:
1.平均值法 取算术平均值是为减小偶然误差而常用的一种数据处理方法。通常在同样的测量条件下,对于某一物理量进行多次测量的结果不会完全一样,用多次测量的算术平均值作为测量结果,是真实值的最好近似。
2.列表法 实验中将数据列成表格,可以简明地表示出有关物理量之间的关系,便于检查测量结果和运算是否合理,有助于发现和分析问题,而且列表法还是图象法的基础。
列表时应注意:①表格要直接地反映有关物理量之间的关系,一般把自变量写在前边,因变量紧接着写在后面,便于分析。②表格要清楚地反映测量的次数,测得的物理量的名称及单位,计算的物理量的名称及单位。
③表中所列数据要正确反映测量值的有效数字。
3.作图法 选取适当的自变量,通过作图可以找到或反映物理量之间的变化关系,并便于找出其中的规律,确定对应量的函数关系。描绘图象的要求是:①根据测量的要求选定坐标轴,一般以横轴为自变量,纵轴为因变量。坐标轴要标明所代表的物理量的名称及单位。②坐标轴标度的选择应合适,使测量数据能在坐标轴上得到准确的反映。为避免图纸上出现大片空白,坐标原点可以是零,也可以不是零。坐标轴的分度的估读数,应与测量值的估读数(即有效数字的末位)相对应。
实验报告是对我们的动手能力、写作能力和总结能力的一种锻炼,它也促进我们对实验过程以及所得结论进行更深刻的思考。我们的实验报告应包括实验过程中所出现的实验现象以及对这些现象的解释,实验中所遇到的问题以及解决方法,实验数据的记录以及对数据进行计算并求得最终的结果,验证跟理论值是否相符,误差的大小,最终得出的结论,对实验思考题的回答和对实验进行的总结。一份认真的,高水平的实验报告才算是为本次实验画上一个圆满的句号。
物理实验让我们有了更多实践的机会,教会我们实践中出真理,而在碰到问题时,最快的方法就是自己动手去找出解决办法,这正是我们在以后的学习中需要的精神。同时我也还有很多不足的地方需要改正,比如做实验速度很慢,数据的单位标错等,下学期我们还将学习这门课程,我在以后的课程学习中一定要 注意慢慢改进。
第三篇:大学物理实验课程论文
武汉工程大学邮电与信息工程学院
大学物理实验课程论文
大学物理实验教学
姓名: 学号:
系别:机械电气与工程系 专业:机械设计制造及其自动化 年级班级: 指导教师:
2016年12月1日
大学物理实验教学
摘要:因为随着现代科学技术的高质量的高层次创新人才的培养,扩大各大学物理实验教学的全方位改革实践必须在教学内容、教学方法、教学手段和教学环境,建立一个适合于现代科技的发展,新的教学体系,满足学生的学习需要各级达到激发学生学习的主动性和目的。
关键词:大学教学;物理实验;改革实践。
引言:大学物理实验教学不仅能帮助学生正确理解物理概念和规律,而且与课堂理论教学相比,在培养和提高学生动手能力、观察能力、理论联系实际能力等方面都更具优势。同时也为学生的研究能力、开拓能力、创新意识等综合科学素质的培养提供了较好途径。因此,实验课程在大学物理教学中具有不可替代的作用——是培养学生学习能力、实践能力和创新能力的重要环节。同时,大学物理实验也是培养专业基础厚、实践能力强的创新人才的重要基础。但是长期以来僵化的实验教学模式在很大程度上抑制了学生的积极性和主动性。要从根本上提高实验教学效果必须从大学物理实验课程的教学内容、教学方法和手段、管理制度和方法等方面进行积极有效地改革。
正文:在大学物理实验的实际教学中,由于一直受到客观条件和主观因素的制约,比如:教学形式,学生往往过分依赖教师指导,有些实验还需要老师全排实验内容、准备实验仪器或者调整仪器。而学生们则是在实验前听老师讲解关于这个实验的内容和怎么去使用仪器来做实验、怎么进行数据记录和处理、做实验时应该注意些什么,而且一般脾气好的老师们还会进行演示。我们这些学生只需要按照老师教给我们的现成的步骤进行物理实验,这样其实很大程度上抑制了学生的积极性和主动性,最重要的是抑制了学生们的好奇心。
随着时代的发展和科技的进步,在我们所处的二十一世纪,网络似乎成为了现在的主流,网络资源更是此起彼伏,但是在我们的学校,在我们的教师队伍中,这种网络资源其实并没有进行很好的应用,采取的教学方式与之之前相比是进不了,但是还是远远不够。在现在的高校,用什么样的教学方式对当代的大学生进行教育是非常重要的。像我们今天谈的大学物理实验课程,如果老师们强制性的要求学生对这个物理实验按照书中的步骤来会限制学生的创新性。
(一)原有教学系统的弊端
1.物理实验课程的教学模式单一。
物理实验的原始教学模式一般是教师讲解实验的原理,演示了实验的步骤和过程,并指出了试验中存在的问题,并以学生为代表,测量了数据。这种教学模式,老师布置的事情,学生不需要思考,你可以很容易地完成实验,和学生在实验过程中在测量结果时盲目的追求快速处理数据是一样的,不注重实验过程中的意义,很难调动学生的主动性和在实验教学中的学生的积极性,抑制了学生的创造性思维,鼓励学生发展的惯性思维,不能提高学生的创新能力。2.物理实验内容陈旧,命题实验较多,综合性、设计性实验较少。以往开设的实验都是验证性和演示性实验,这些传统的物理实验项目规定了实验内容、实验仪器和实验步骤,甚至有的实验会标明得到到的实验结论,没有选择性且缺乏层次性。这种上课方式从一开始就限制了学生探索未知、勇于创新的精神,很难激起学生的学习兴趣,也很难保证教学质量。3.课堂教学为学生预留的独立思考时间不足。
一般的物理实验课时为4个学时,要求学生在4个学时内完成两个实验,学生在实验过程中遇到问题时,一般会立刻向老师求援而不是去主动思考解决,很多教师往往也不是去启发、引导学生自己解决实验中的问题,而是简单地替学生排除问题了事,结果是问题虽然被排除了,但独立思考、分析和解决问题的门却对学生关上了,也失去了提高学生创新思维能力的极佳时机。
由于以上种种现象的存在,大学物理实验这门非常有用且有趣的实践性课程反而让学生感到枯燥无味,甚至反感,每次做实验纯粹是应付,测完数据让老师通过之后立即走人,使宝贵的实验资源未能发挥其对学生能力与素质培养的优势,所以必须改革物理实验教学,充分发挥物理实验教学对学生思维能力的培养作用。
(二)实验教学改革内容
1.实验教学体系改革。
传统的物理实验课程体系是按力学实验、热学实验、电磁学实验、光学实验和近代物理实验等分别安排的封闭体系,这种封闭体系强调了学科的系统性,忽视了学科之间的兼容互补性,各学科相互独立,限制了学生跨学科思维能力和创新能力的培养。根据高素质人才培养的要求,以培养学生的实践能力、创新能力为出发点,实行各门实验交叉、综合、有机整合、整体优化,加强综合设计性和研究性实验的力度,在传统物理实验课程体系的基础上将物理实验分为基础性实验、综合性实验、设计性实验和研究性自主实验,形成从低到高、从基础到前沿、从接受知识型到综合能力型的逐级提高的一、二、三、四级基础物理实验课程新体系,并在体系上形成了深浅结合、基础提高并重、创新与研究共举、课内外齐抓的实践教学体系。在内容中,融入了学科前沿技术以及教师自身教学和科研的新成果,注重了传统与现代的结合。为了提高学生物理实验兴趣,激发学生探索与创新精神,创新地引入了物理演示与探索实验。物理演示实验是以具有一定可见度,可呈现在学生面前的物理实验,通过一系列力学、热学、电磁学、光学和近代物理方面的形象生动的趣味演示实验,消除学生在学习物理学中因抽象、枯燥而产生的畏难、厌烦的心理,激发学生学习物理科学的兴趣,如图1所示。
图1 新的大学物理实验教学体系
2.实验教学方法改革。
针对物理实验的特点,结合考虑学生的认识规律和实际水平,采用的实验教学方法是:
(1)教师以授课的形式向学生讲授实验基本理论和基本知识、实验技术原理、误差理论和数据处理方法、科学研究方法、物理实验报告的撰写方法等;
(2)将学生自我操作作为物理实验教学的核心。对于仪器使用等和基础性
实验,学生在预习实验教材的基础上,然后每个学生按小组在实验室完成实际操作训练和数据测量,课前要撰写实验报告;
(3)对于综合性、设计型和创新研究性实验,在教师指导下,从了解实验背景、学习相关理论知识开始,学生须自行完成查阅文献、设计实验方案、选取器材、材料加工、组装和调试仪器、测量数据、数据分析、结果分析讨论等,最后撰写完整的报告。
(4)通过上述多种教学形式的实践训练,使学生不仅熟练掌握实验技能和实验技术,而且要学会提出问题、分析问题和解决问题的科学方法,开拓思路,熟悉和体验研究过程,使学生形成科学的思维,拥有科学的精神,提高其综合素质。
3.实验教学模式改革
传统的教学方式是实验室老师手工排课,由于涉及的实验指导老师少,学生人数多,专业多,所以实验课表的安排非常复杂与困难,且容易出错。传统的手工安排课表方式不能让学生根据自己的兴趣特长来选择实验项目,从而限制了学生个性的发展。为此,可以实施“网络预约开放式实验教学”这一新的教学模式,此教学模式能吸引学生主动参与实践活动,培养学生对“提出问题、研究问题、解决问题”的兴趣,培养学生的思索能力、辨析能力和探索求知精神,发展学生的个性和潜质,激发学生的创造力,达到提高学生实践能力和综合素质的目的。这种教学方式可以实现学生网上选课、资料下载、网上提交实验报告、网上评分、教学评价、师生交流等,具有操作简单,功能强大等优点,采用网络预约开放式实验教学模式,有利于教学手段的改进,有利于工作效率的提高,有利于学生个性的发展。
4.实验教学手段改革。实验室通过把“实验教材、实验仪器和实验过程”有机地结合起来,使之“三位一体”,可以极大地激发学生的学习热情和效率。建立网络教学资源库,引进网络仿真实验,实现教学的网络化和开放性,学生可以自己安排时间进行实验前的预习、仿真操作、及复习等多种多样的学习方法,提高学生学习的积极性、主动性和灵活性。实验室充分应用现代教育技术,全面深化物理实验课程教学改革,探索物理实验课程的教学规律,促进高素质人才的培养,推进创新人才的培养。
5.实验考核改革。
课程考试或考核的目的主要是检验教学的效果,促进教学内容的完善、教学方法的改进,促进素质教育和人才培养,同时,考核制度也是引导学生改进学习方法的有效途径。我们可以逐步建立、完善一套科学的、公正的物理实验课程考核机制,以引导学生在平时的实验和学习过程中就十分注意自身素质、创新思维和创新能力的培养、引导他们由过去的“学习、考试型”学生向“学习、思考、研究、创新”型学生转变为主。实验室对实验考评采取多种考核方式相结合的综合评定方法,考核方式主要有实验操作考查,实验理论综合考试,以及综合性、设计性实验项目的小论文的成绩评定,其中小论文是根据实验方案的可行性和创新性、实验结果的正确性和小论文的规范性等要素进行成绩评定。日常实验的成绩包含实验预习,实验过程中的表现和纪律,实验仪器的正确规范使用,实验操作熟练程度,实验报告等方面的评定。总之,对实验成绩的考评注重过程评价,倡导并鼓励创新。对综合性和设计性的实验的考核,要求学生对要解决的问题或要测定的指标提出实验方案、设计思路,组合出基本的实验装置流程,并对实验结果的精确度和误差来源进行分析与讨论。由于问题的解决方案具有多样化特
点,因此可以给学生提供广阔的思考空间,让学生发挥的自由度大,灵活性强,避免了死记硬背,削弱了那些缺乏创造性思维能力的同学的得分机会,而那些思维活跃、综合能力强的同学则得以在考试中正常发挥。
结论:
以培养全面性创新人才为指导思想,以培养基础厚、知识新、素质高、能力强的高层次创新型人才作为首要任务,树立起“强化基础,注重实践,追求创新”的教学理念和“传授知识、培养能力、提高素质”的教学目标,加强大学物理实验教学的创新改革。根据任务与目标,详细分析传统实验教学的弊端,结合自身的特点,制定了“内容层次化、类型三性化、项目模块化”的实验教学改革方案,使得物理实验教学由浅入深、由简单到复杂、由被动模仿到主动设计以及综合运用,逐渐加深学习内容的深度、广度和综合程度,符合认识规律和教学规律。
参考文献
[1] 王红理,黄丽清,张俊武.新型物理实验教学体系的研究与实践[J].物理实验,2001,21(特刊):30235.[2] 周进,王思慧,黄润生.树立新理念,构建新体系,培养学生创新素质和研究能力[J].实验室研究与探索,2006,25(5):619-621.[3]周岚.物理实验开放式教学初探[J].物理实验,2002,22(1):25-281.[4] 朱林彦.建立物理实验的分层次模块化教学体系[J].太原理工大学学报,2001,19(2):64-661.[5] 刘国营.开放式物理实验教学的探索与实践[J].湖北汽车工业学院学报,2005,19(1):67-701.
第四篇:大学物理实验课程总结
大学物理实验课程总结
在半年的物理实验课程中,我学到了很多平时不了解的知识,实验是物理学的基础,许多理论就是多次实验而得出的结论。我们要重视实验课,注重理论与实践相结合。通过这门课程,我们掌握了科学实验的基本技巧、基本方法和基本技能,提高了分析与解决实际问题的能力。现对实验做一个总结。
第一次上课时老师就对实验报告做了要求,课前要预习,课后要数据处理。在后面的实验过程中,逐步认识到预习是物理实验必不可少的环节。
首先,预习是必不可少的,而且预习要认真,不能马虎对待,看清楚实验时要做什么、注意什么,并把自己有疑问的地方画出,实验时动手解决问题;
第二,上课时仔细听老师讲解,可以比较快的了解整个实验过程,而且老师一般会提醒容易出错的地方;
第三,实验时一步一步慢慢来,争取做好每一个实验环节,若不会的地方,可以自己摸索下,若还是不会,可以和同学讨论下,或者直接问老师,并记好实验数据,若数据不对,要重新做下实验,不要草草了事;
第四,实验处理要独立完成,这样才可以了解实验在什么地方可能出了问题,以及最后得出的数据是否与标准数据一致,学会判断结果是否合理,以及误差产生的原因,这样实验才有意义。
在实验操作完成后,应认真地处理实验数据。实验数据是对实验定量分析的依据,是探索、验证物理规律的第一手资料。在系统误差一定的情况下,实验数据处理得恰当与否,会直接影响偶然误差的大小。所以对实验数据的处理是实验复习的重要内容之一。在这一学期中我们学到的处理数据的方法有:
1.平均值法 取算术平均值是为减小偶然误差而常用的一种数据处理方法。通常在同样的测量条件下,对于某一物理量进行多次测量的结果不会完全一样,用多次测量的算术平均值作为测量结果,是真实值的最好近似。
2.列表法 实验中将数据列成表格,可以简明地表示出有关物理量之间的关系,便于检查测量结果和运算是否合理,有助于发现和分析问题,而且列表法还是图象法的基础。
列表时应注意:①表格要直接地反映有关物理量之间的关系,一般把自变量写在前边,因变量紧接着写在后面,便于分析。②表格要清楚地反映测量的次数,测得的物理量的名称及单位,计算的物理量的名称及单位。物理量的单位可写在标题栏内,一般不在数值栏内重复出现。③表中所列数据要正确反映测量值的有效数字。
3.作图法 选取适当的自变量,通过作图可以找到或反映物理量之间的变化关系,并便于找出其中的规律,确定对应量的函数关系。作图法是最常用的实验数据处理方法之一。
描绘图象的要求是:①根据测量的要求选定坐标轴,一般以横轴为自变量,纵轴为因变量。坐标轴要标明所代表的物理量的名称及单位。
②坐标轴标度的选择应合适,使测量数据能在坐标轴上得到准确的反映。为避免图纸上出现大片空白,坐标原点可以是零,也可以不是零。坐标轴的分度的估读数,应与测量值的估读数(即有效数字的末位)相对应。
通过实验,我了解了更多的物理实验器材和设备,如分光计,光电管等,让我大开眼界。科学素质和能力大大提高。通过一次一次的实验,我的科学素质和能力得到了一步一步的提高,具体地讲,有以下几个方面。
首先是创新能力。教学实验虽经过安排设计的,但我们仍可以自己设计实验方法。
其次,基本概念的掌握更加透彻,推理演绎的能力和运算的技巧与能力均有所提高。
第三,实验技能与动手能力均有所提高,而且能够运用现代技术辅助甚至完成实验。动手能力的培养贯穿于整个实验过程中,最显著的是“分光计的调节和使用”
总之,大学物理实验课让我收获颇丰,同时也让我发现了自身的不足。在实验课上学得的,我将发挥 到其它中去,也将在今后的学习和工作中不断提高、完善;在此间发现的不足,我将努力改善,通过学习、实践等方式不断提高,克服那些不应成为学习、获得知识的障碍。在今后的学习、工作中有更大的收获,在不断地探索中、在无私的学习、奉献中实现自己的人身价值!
第五篇:大学物理实验A课程论文2
大学物理实验A课程论文
摘要:经过一个学期的物理实验课程,我体会颇深,知道了物理实验的重要性,让我知道了理论与实际的差距。在实验中我学会了基本操作方法与技能,还学会了基本的物理测量和不确定度的分析方法、基本仪器的使用、误差分析和数据车里等。提高了我的动手能力。以下是我对实验的总结。
关键词;物理实验数据处理误差分析
正文;
一、数据处理
如何有实验数据得到正确的实验结果是实验的根本问题。从实验中得到的第一手资料——实验数据,必须经过科学分析和加工,才能揭示出规律性的东西。我们把从获得原始数据起到得出结论位置的加工过程称为数据处理。它包括记录、整理、计算、分析等处理方法。下面介绍几种常见的数据处理方法。
(一)、列表法
列表法是记录数据的基本方法。所谓列表法就是把一组测得的实验数据和计算过程中数值与结果依一定顺序和形式列成表格并能清楚地显示物理量之间的一一对应关系或变化趋势。一个设计完美的数据表格有助于发现和检查实验中存在的问题、判断结果的合理性、找出物理量之间的关系,提高数据处理效率。
(二)图示和图解法
1. 图示法 将实验数据反映出来的物理量之间关系于坐标纸上用几何图线表示出来的方法称为图示法。
图示法优点在于:
a. 形象直观地反映物理量之间的关系和变化规律,便于总结经验公式。
b. 在一定条件下,可以通过图形延伸推出知未测量点的数据,推测测量范围以外的变化趋势。
c. 根据曲线的斜率、截距、极值、曲率等几何参量可求得某些待测量。
d. 画出的图线对测量数据起到取平均的作用,从而减少随机误差的影响。
2.图解法 由实验图线求出各种参数及经验公式的方法称为图解法,物理实验常遇到的曲线大多是直线、抛物线、双曲线、指数曲线、对数曲线等。
建立经验公式的步骤一般为:
a. 判断图线类型及经验公式可能特点。
b. 作变量代换,利用对数或倒数坐标纸将原曲线改直,计算原公式中的参数。c.写出经验公式形式并用实验数据检验公式的准确程度。
二、误差分析:
误差一般分为三类:
1、系统误差系统误差是指在测量和实验中未发觉或未确认的因素所引起的误差,而这些因素影响结果永远朝一个方向偏移,其大小及符号在同一组实验测定中完全相同,当实验条件一经确定,系统误差就获得一个客观上的恒定值。
当改变实验条件时,就能发现系统误差的变化规律。
系统误差产生的原因:测量仪器不良,如刻度不准,仪表零点未校正或标准表本身存在偏差等;周围环境的改变,如温度、压力、湿度等偏离校准值;实验人员的习惯和偏向,如读数偏高或偏低等引起的误差。针对仪器的缺点、外界条件变化影响的大小、个人的偏向,待校正后,系统误差是可以清除的。
2、偶然误差在已消除系统误差的一切量值的观测中,所测数据仍在末一位或末两位数字上有差别,而且它们的绝对值和符号的变化,时而大时而小,时正时负,没有确定的规律,这类误差称为偶然误差或随机误差。偶然误差产生的原因不明,因而无法控制和补偿。但是,倘若对某一量值作足够多次的等精度测量后,就会发现偶然误差完全服从统计规律,误差的大小或正负的出现完全由概率决定。因此,随着测量次数的增加,随机误差的算术平均值趋近于零,所以多次测量结果的算数平均值将更接近于真值。
3、粗大误差粗大误差是一种显然与事实不符的误差,它往往是由于实验人员粗心大意、过度疲劳和操作不正确等原因引起的。此类误差无规则可寻,只要加强责任感、多方警惕、细心操作,粗大误差是可以避免的。
总结:总而言之实验是我们结合理论的方式之一,从实验中我们可以学到很多在书上不能学到的东西,大学物理实验方法多种多样,在实验的过程中应灵活运用,从而达到更好的实验的效果。实验完成后,在数据处理方面也应注意方法。
参考文献:
1、李平.大学物理实验教程[M].北京:机械工业出版社,2006.12、胡成华,周平,兰明乾.大学物理实验[M].成都:电子科技大学出版社,2006.13、周克省,赵新闻,胡照文.大学物理实验教程,2006.1:28-44.