引論：我們?yōu)槟砹?3篇全息照相實驗報告范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。

篇1

2.掌握全息照相以及底片的沖洗方法。

3.觀察物象再現(xiàn)。

【實驗儀器】

防震光學(xué)平臺、氦氖激光器、高頻濾波器)、擴束透鏡(兩個)、分束器、反射鏡(兩個)、全息Ⅰ型干版、顯影液和定影液及暗房設(shè)備。

【實驗原理】

全息照相與普通照相無論是在遠離上還是在方發(fā)生都有本質(zhì)的區(qū)別。普通照相是用幾何光學(xué)的方法記錄物體上各點的發(fā)光強度分部，得到的是二維平面像，像上各點的照度與物體上的各點發(fā)光強度一一對應(yīng)。而全息照相的記錄對象是整個物體發(fā)出的光波(即物體上各點發(fā)出的光波的疊加)，借助于參考光用干涉的方法記錄這個物光波的振幅和位相(周相)分布，即記錄下物光波與參考光波相干后的全部信息。此時，記錄信息底片上得到的不是物體的像，而是細密的干涉條紋，就好像一個復(fù)雜無比的衍射光柵，必須經(jīng)過適當?shù)脑僬彰鳎拍苤亟ㄔ瓉淼臒o廣播，從而再現(xiàn)物體的三維立體像。由于底片上任何一小部分都包含整個物體的信息，因此，只利用拍攝的全息底片的一小部分也能再現(xiàn)整個物像。

1.全息記錄

全息照相的光路圖如下圖所示：

感光底板

用激光光源照射物體，物體因漫反射發(fā)出物光波。波場上沒一點的振幅和相位都是空間坐標的函數(shù)。我們用O表示物光波沒一點的復(fù)振幅與相位。用同一激光管員經(jīng)分光板分出的另一部分光直接照射到地板上，這個光波稱為參考光波，它的振幅和相位也是空間坐標的函數(shù)，其復(fù)振幅和位相用R表示，草考光通常為平面或球面波。這樣在記錄信息的底板上的總光場是物光與參考光的疊加。疊加后的復(fù)振幅為O+R，如圖從而底板上各點的發(fā)光強度分布為

I(OR)(O*R*)OO*RR*OR*O*RIOIROR*O*R

(式1)

式子中，O*與R*分別是O和R的共軛量;I。，IR分別為物光波和參考光波獨立照射底版時的放光強度。

2.物相再現(xiàn)

3.底板經(jīng)過曝光沖洗后，形成各處透光率不同的全息照片，它相當于一個復(fù)雜的光柵。一般來說，光透過這樣的全息照片時，振幅以及位相都要發(fā)生變化。如果令

t=透過光的復(fù)振幅/入射光的復(fù)振幅 (式2)

則復(fù)振幅透過率t一般為復(fù)數(shù)。但對于平面吸收型全息照片t為實數(shù)。如果曝光及沖洗合適，可使得

tt0KI (式3)

物象再現(xiàn)是用光照射已經(jīng)攝制好的全息照片并觀察透過光。這個過程稱為波前重現(xiàn)，通常再照光與拍攝全息照片的參考光束R相同，因此，透過的光波的復(fù)振幅與位相用W表示，則：

(式4) Wt0RKR(I0IROR*O*R)[t0K(I0IR)]RKIROKRO*R

第一項與參考波R成正比，是按一定比例重建的參考波，或者說是直接透過再找光相當于零級衍射波。

第二項與原來的物光成正比，是按一定比例重建的物光波，相當于一級衍射波。這個光波根據(jù)惠更斯原理繼續(xù)傳播，與原來物體在原來位臵發(fā)出的光波相同，僅僅是振幅按一定比例改變，位相改變180度。因此全息照片后面的觀察者對這個光波方向觀察時，可以看到原來物體的三維立體像。如圖所示：

全息照片

一級衍射波人眼觀察

第三項與物光波的公軛光波O*有關(guān)。它是因衍射而產(chǎn)生的另一個一級衍射波，稱為孿生波。這意味著在須向的相反一側(cè)會聚稱一個共軛的實像。

【實驗內(nèi)容與測量】

1.全息照相

(1)設(shè)計光路系統(tǒng)如下圖，打開激光光源預(yù)熱，激光器的電流指示為6～7mA，光路系統(tǒng)應(yīng)該滿足下列條件：

①物光束和參考光束由分光板至感光版之間的光程大致相等

②用透鏡將物光束擴展到保證整個被攝物都能受到光照，參考光束也應(yīng)擴展使感光板有均勻光照

③照在感光板上的物光束和參考光束之間的夾角在30～50之間為宜

④參考光束應(yīng)強于物光束，在放感光板的地方她們的強度比約為3：至5：1

(2)關(guān)閉室內(nèi)照明燈，用光電池測量放感光板處參考光束和物光光束的強度，以檢驗發(fā)光強度比是否符合要求。曝光時間應(yīng)該控制在20～60s之間。

(3)上快門，調(diào)好曝光定時器的曝光時間，裝感光板。使乳膠面向著入射光，靜臵幾分鐘使防震臺不振動后曝光。

(4)顯影和定影。顯影液用D-19顯影液，顯影時間為2min。取出感光板后用自來水沖洗。然后放在定影液中……再水洗2～3min即可觀察物象再現(xiàn)。

2.物象再現(xiàn)

1)用激光照射全息照片的正面。盡可能使光照方向與原來參考光束方向一致，從照片反面觀察物象。

2)用1)的方法觀察到正立的三維圖象后，旋轉(zhuǎn)全息照片180度，使其反面被激光照射。

3)用自己所想的方法觀察全息照片。

【實驗心得】

光學(xué)實驗中光路調(diào)節(jié)注意事項 。

整個調(diào)試光路的過程中是分別依次加入光學(xué)元件

遵循的原則:每兩個光學(xué)元件始終保持等高,共軸

【數(shù)據(jù)處理實驗結(jié)論】

在這次光學(xué)實驗中，對于再現(xiàn)像的觀察我們沒有得到再現(xiàn)像的實驗結(jié)果，對此我覺得我們必然在某處有錯誤，或者是由于實驗儀器造成，因此我展開分析，下面是一些分析結(jié)果。

實驗中決定成功的因素：

一、系統(tǒng)穩(wěn)定性對實驗結(jié)果的影響由于全息圖上所記錄的是參考光和物光的干涉條紋, 而這些條紋非常細, 在曝光過程中, 極小的振動和位移都會引起干涉條紋的模糊不清, 甚至使干涉條紋完全不能記錄下來。

二、光路對實驗結(jié)果的影響

(1) 參考光和物光的光程差的影響。參考光和物光的光程差[ 1 ]不能太大, 不能大于所用激光的相

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干長度, 否則兩者不能相干, 無法在全息干板上獲得干涉條紋。

(2) 參考光和物光的夾角的影響。假如全息干板上干涉條紋的間距為d, 光源波長為λ。根據(jù)干涉原理, d 與參考光和物光之間的夾角θ有關(guān), 而干板分辨率η 與d 有關(guān)

。可以看出, θ角愈大, 所記錄的干涉條紋就越細, 對干板的分辨率要求越高,

故夾角θ不能太大。而夾角θ對全息圖再現(xiàn)象時的觀察窗(視角) 有影響, 夾角大, 可在較大范圍內(nèi)從不同角度觀察物象, 反之, 觀察窗則小, 因此夾角θ也不能太小。

(3) 參考光和物光的光強比的影響。全息照相是物光與參考光的雙光束干涉. 對于一般雙光束干涉來說, 如果2束光的光強相同, 干涉條紋可得到最大的對比度, 這對一般線性接受元件是合適的。而對全息照相的記錄介質(zhì)來說, 曝光量( T) 和振幅(H) 透過率的特性曲線是非線性的, 在曲線兩端發(fā)生奇變, 如圖3所示, 產(chǎn)生較高階的衍射光,使衍射效率降低。

干板的曝光特性

另一方面, 當物光比參考光強, 斑紋比較顯著, 產(chǎn)生較大量的暈輪光圍繞零級衍射光, 降低了成象的光通量, 致使效率降低。

(4) 全息干板固定不牢或夾持位臵偏差大, 以及把有藥面的一面與玻璃面放反, 都會造成實驗的失敗。

三、曝光與顯影對實驗結(jié)果的影響

(1) 曝光時間的影響。如果曝光時間太短, 底板上條紋太淺甚至沒有, 復(fù)雜的衍射光柵無法形成, 當然也就無法再現(xiàn)像。若曝光時間太長, 底板可能太黑, 光線的透過率降低。另外, 曝光時間越長, 保持系統(tǒng)穩(wěn)定性越難, 曝光時間內(nèi)突然的躁聲和振動會使拍攝失敗[。

(2) 顯影時間的影響。顯影的程度是否適當對全息圖質(zhì)量影響很大。若顯影時間太長, 全息干板發(fā)黑, 光線的透射率降低, 無法再現(xiàn)像; 而顯影時間太短, 干板上條紋不能出現(xiàn), 無法形成復(fù)雜的衍射光柵, 甚至是一塊透明玻璃片, 也無法再現(xiàn)像。

改進方法：

光路的選擇

(1)單物光束反射、透射全息照相光路

實驗裝臵如圖1、圖2所示[2]，從激光器S發(fā)出的光波被分束鏡T分成2束，一束經(jīng)M1反射和凸透鏡擴束后照射在被攝物體上，經(jīng)物體反射( 圖1 ) 或透射( 圖2 ) 的光再照射到全息干板P上，這束光為物光波。另一束經(jīng)M2反射和擴束后直接照射在全息干板P上，這束光為參考光波。由于這2束光是相干的，所以在全息干板上就形成明暗相間的干涉條紋并被記錄。條紋的形狀和疏密反映了物光的位相分布情況，而條紋明暗的反差反映了物光的振幅。感光底片上將物光的信息都記錄下來，經(jīng)過顯影、定影處理后，便形成與光柵相似結(jié)構(gòu)的全息圖，即全息照片。優(yōu)點：實驗裝臵簡單，照射到物體上的光較強，容易控制物光和參考光的光比，再現(xiàn)照片反差大，輪廓分明。缺點：由于被攝物體不是平面物體，而光又是沿線傳播的，所以物體不能被全部照亮，干板上記錄的影像信息只是物光束能照射到的部分，其他部分的像是暗的，照片層次較差。

(2)雙物光束漫反射全息照相光路

為了克服單物光束拍攝全息照片的缺點，可以用2束光照射物體，照亮原單束光照不到的地方[3]，并在想突出表現(xiàn)的部位打上較強的光，從而使全息片層次更豐富，表現(xiàn)力更強。從全息照相的原理考慮，物光束和參考光束必須是相干光，因此，它們必須來自同一光源，從同一光束中分離出來。在單光束光路中又增加一個分束器T1，將原來的物光束一分為二，再經(jīng)過反射鏡1 M′ 、1 M′′從2個不同方向照射到被攝物體。

光路如圖3所示，其中T1為50%的分束器， 1 M′ 和1 M′′為新增加的反射鏡， 1 L′′為第二束光的擴束器。優(yōu)點：克服了單光束光路在光線不能到達的地方產(chǎn)生暗區(qū)的缺點，使全息照片影像更清晰，層次更豐富。缺點：實驗裝臵較復(fù)雜，光路調(diào)整耗時較多。

(3)多物光束漫反射全息照相光路 用普通照相機拍攝物體時，為了使照片層次豐富，或為突出表現(xiàn)某種特殊效果時，攝影師往往用多束光來照射被攝物體。全息照相也可以借鑒該方法，例如用透射全息照相光路，給物體一個背景光，光路如圖4所示，使全息照片出現(xiàn)很強的立體感。優(yōu)點：全息照片影像層次更加豐富，并有很強的立體感。缺點：實驗裝臵更為復(fù)雜，光路和每個光束的光比調(diào)整較為困難。

另外的具體做法有：

一、保證拍攝系統(tǒng)的穩(wěn)定

對于我們所用的激光波長為632. 18 nm的HJ 2Ⅱ型氦氖激光器, 在曝光過程中, 必須保證拍攝系統(tǒng)的移動不得超過干涉條紋間距的1 /4。我們實驗室用的是GSZ 2 Ⅱ型光學(xué)實驗平臺, 全息臺上的所有光學(xué)器件都用磁性材料牢固地吸在工作臺鋼板上。將各光學(xué)元件夾持穩(wěn)定, 將被照物體粘牢在載物臺上或夾緊在架上, 將曝光定時器離開全息臺放臵。由于氣流通過光路, 聲波干擾以及溫度變化都會引起周圍空氣密度的變化, 因此, 在準備拍攝前必須遠離全息臺, 保持安靜, 靜止2 min以上再啟動曝光定時器, 并且在曝光期間不能講話、走動和發(fā)出任何聲響, 保證環(huán)境穩(wěn)定, 曝光后再靜等20s[ 4 ]以上, 才能取下干板, 用黑紙包好。

二 安排和調(diào)整光路的具體做法

(1) 光路擺放。按圖1所示光路將, 各元件大致擺放到各自的相應(yīng)位臵上, 調(diào)整各元件, 使各光束都與臺面平行且與各元件中心重合, 開始時不要加擴束鏡。

(2) 測量光程。測量物光與參考光的光程, 從分束鏡開始, 沿著光束的前進方向量至全息干板為止, 按等光程按排光路為好, 光程差不得大于1 cm。

(3) 夾角選擇。根據(jù)上面的分析, 本實驗中選擇參考光和物光的夾角取20°～30°[ 5 ]為宜。

(4) 調(diào)節(jié)光強比。由上所述可知, 要達到較好的效果, 應(yīng)使參考光增強, 以避開非線性區(qū), 減少斑紋效應(yīng)。但盡管用一束強光做物光, 物光照到物體上經(jīng)物體吸收后再反射到干板上的光已比參考光弱得多了, 對于我們功率只有5 mW的激光器, 參考光和物光的光強比太大, 會造成對比度差、象不清楚, 所以又必須使物光增強。多次實驗研究表明: 被攝物如果是瓷器, 應(yīng)與全息干板距離較近(3～5 cm) , 若拍攝硬幣可與全息干板距離遠一些(可達10 cm) 。放入擴束鏡后, 調(diào)節(jié)物體方位, 使物體漫反射光的最強部分均勻地落在全息干板上,參考光應(yīng)均勻照明并覆蓋整個全息干板, 兩光光強比為3∶1～5 ∶1較為合適。

三、拍攝全息圖及再現(xiàn)觀察

(1) 拍攝底片。關(guān)閉室內(nèi)所有光源, 在全暗條件下學(xué)會判斷全息干板藥膜面的方法, 即用兩手指同時摸全息干板兩面, 較澀的一面為藥膜面, 光滑的一面為玻璃面。取下白屏, 將全息干板藥膜面面向被攝物體固定在干板架上。

(2) 設(shè)臵曝光時間。曝光時間的長短與光源的功率有關(guān), 對于功率較大的光源, 曝光時間可適當短些, 若光源功率小, 則曝光時間可適當長些。一般文獻上要求曝光時間為3 ～4 min, 實際上, 曝光時間長很難保證拍攝過程中周圍環(huán)境絕對安靜, 對于我們使用的功率為5 mW的HJ 2Ⅱ型氦氖激光器和天津感光膠片廠生產(chǎn)的Ⅰ型全息干板來說, 曝光時間選擇在30 s左右就可以了, 但也要看被攝物體的反光程度, 對于反光較強的物體, 曝光時間可適當縮短, 反之, 則適當加長。

篇2

2.大學(xué)物理實驗課和大學(xué)物理課在課程上的銜接

物理實驗從原來的物理課程中分離出來，形成了一門獨立的課程后，教學(xué)時間安排上與大學(xué)物理課不同步，大一下學(xué)期開始上實驗課，力、熱、電、光、近代物理各方面實驗全有。大學(xué)物理課還沒講到的知識可能在大學(xué)物理實驗課中就要用到，所以，在做實驗時難免會遇到一些新知識、新概念。這樣，老師講的就顯得多了，有點不像實驗課，這也導(dǎo)致學(xué)生對實驗課的不適應(yīng)，加大了學(xué)生的認知難度，實驗時困難重重。

二、教學(xué)改進的幾點思考

1.大學(xué)物理實驗也要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

其一，通過聯(lián)系生活實際，將本實驗的重要性告訴學(xué)生，可以激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。教師在備課時應(yīng)關(guān)注實驗在實際中的應(yīng)用。比如，“用箱式電位差計測量熱電偶的溫差電動勢”，可以告訴學(xué)生，人們家里用的燃氣灶，其中有的電磁閥就是用溫差電動勢原理控制燃氣、及時報警的，簡單地講一下其工作原理。“RLC串聯(lián)電路的暫態(tài)過程研究”，一方面可以聯(lián)系供電設(shè)備中實際電路，當電源接通或斷開后的“瞬間”，這時電路中的電流或電壓可能出現(xiàn)過電壓或過電流的現(xiàn)象，如果不預(yù)先考慮到暫態(tài)過程中的過渡現(xiàn)象，電路元件便有損傷甚至毀壞的危險；另一方面，通過暫態(tài)過程的研究，還可以控制和利用過渡現(xiàn)象，如提高過渡的速度，可以獲得高電壓、大電流，起到延時等作用。“全息照相”，可以加進白光再現(xiàn)拍照，介紹生活中的全息防偽標識原理。“調(diào)相型磁通門實驗”，可以介紹磁通門測磁法在第二次世界大戰(zhàn)中被應(yīng)用于探雷、探潛等方面，戰(zhàn)后被廣泛應(yīng)用到地磁研究、地震預(yù)報研究等。這樣通過聯(lián)系生活實際進行教學(xué)會收到好的效果的。

其二，實驗課上要精講，多給學(xué)生操做和思考的時間培養(yǎng)興趣。教師要弄清學(xué)生做這個實驗的目的是什么，講解重點是什么。比如，“三線扭擺測轉(zhuǎn)動慣量”實驗，如果其教學(xué)目的是掌握測量原理和方法，訓(xùn)練不確定度的計算，那么，其中公式的推導(dǎo)就不必細講，不要占用學(xué)生那么多的時間。如果老師還像教小學(xué)生那樣手把手地教學(xué)生怎么做實驗、怎么算不確定度，那么，學(xué)生只能模仿重復(fù)，而不會被激發(fā)興趣的。“吃人家嚼過的饃不香”，學(xué)生的興趣是在動手、動腦中培養(yǎng)起來的。

1.注重知識點的銜接，降低難度

大學(xué)物理與中學(xué)物理教學(xué)的銜接，是高校物理教師在大學(xué)低年級教學(xué)時必須面對的問題。但很多教師更多關(guān)注大學(xué)范圍的物理專題研究，而能夠深入了解中學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容的不多，對二者的銜接問題研究則更少。如果我們多一些關(guān)注中學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容是可以將二者的銜接問題處理好的。如“霍爾效應(yīng)及其應(yīng)用”實驗原理講解時，洛倫茲力的方向就可以用學(xué)生熟悉的左手定則加安培定則來判斷；“電表的改裝及其校準”“光電效應(yīng)測普朗克常量”“受迫振動的研究”“惠斯通電橋測電阻”“示波器的使用”等實驗，可以多回顧中學(xué)做的實驗原理，讓學(xué)生感覺到大學(xué)物理與中學(xué)物理知識的銜接點及不同點。

篇3

大學(xué)物理實驗在物理教學(xué)中擔(dān)當著十分重要的角色。實驗和理論是相輔相成，互為依賴，共同締造著物理王國。大學(xué)物理實驗是學(xué)生進入大學(xué)后，接受系統(tǒng)的實驗思想和實驗技能訓(xùn)練的一門實驗課，是實踐教學(xué)的重要部分。因此，我們要重視對學(xué)生科學(xué)實驗素質(zhì)的培養(yǎng)，包括獨立思考能力、獨立操作能力、團隊協(xié)作能力以及探索未知事物的能力等。為了使學(xué)生能夠掌握一定的系統(tǒng)的物理基礎(chǔ)知識、基本方法和基本技能，培養(yǎng)學(xué)生嚴肅的科學(xué)態(tài)度，嚴謹?shù)目茖W(xué)作風(fēng)和嚴格的科學(xué)方法，適應(yīng)高素質(zhì)、強能力、創(chuàng)新性、創(chuàng)業(yè)型的高級專門人才培養(yǎng)的戰(zhàn)略要求,這就要求我們在物理實驗教學(xué)上必須進行改革。

一、物理實驗教學(xué)的現(xiàn)狀

（一）教學(xué)模式

對于大學(xué)物理實驗課的講授教學(xué)模式單一，教學(xué)形式不夠靈活。每個實驗室安排一個實驗，每個實驗由一個至兩個教師講授。通常教師會把實驗?zāi)康摹嶒炘怼嶒瀮x器、實驗步驟，測量數(shù)據(jù)表格及注意事項提前板書在黑板上，在學(xué)生上課時逐一講解。整個過程顯然是教師占主導(dǎo)地位，學(xué)生只是在被動地、機械性地重復(fù)教師的講課內(nèi)容。在這樣的教學(xué)模式下，學(xué)生不需要思考，只要按照實驗步驟就能完成基本要求。這樣的模式不僅束縛了學(xué)生獨立思考的空間，忽略了學(xué)生在認知過程中的主觀能動性，而且更大程度上限制了對當代大學(xué)生創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

（二）考核制度

大學(xué)物理實驗作為考查課，考核制度落后。就目前狀況而言，考核內(nèi)容主要從預(yù)習(xí)報告、實驗數(shù)據(jù)記錄表和實驗報告三方面考核，給出實驗成績。預(yù)習(xí)報告的內(nèi)容實驗教材上都有，從學(xué)生交來的預(yù)習(xí)報告來看，有些學(xué)生只是簡單的重復(fù)抄寫，缺乏對實驗內(nèi)容的思考，更無法達到設(shè)計一個實驗，完成一個實驗的水平。在進行實驗操作時，雖然學(xué)生都是兩人一組，但是做的是同一個實驗，因此，測量的結(jié)果出入不大。這就使那些對實驗重視程度不夠的學(xué)生有機可乘，把別人的數(shù)據(jù)結(jié)果據(jù)為己用，完成實驗數(shù)據(jù)記錄表。實驗報告通常是實驗完成后，下一節(jié)課才交的，從而就會出現(xiàn)個別學(xué)生抄襲實驗報告的想象。最終實驗成績的考核往往以交來的實驗報告為主，也就缺乏了考核的公平、公正性，無法調(diào)動學(xué)生探索自然科學(xué)的積極性，這些弊端亟待調(diào)整。

二、實驗教學(xué)改革實踐

（一）教學(xué)方法改革

現(xiàn)代教學(xué)觀是把學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)放在首位，教師的主要作用是教學(xué)的設(shè)計者、組織者、幫助者及品德的示范者。首先，教師要轉(zhuǎn)變教育觀念，要破除“學(xué)科中心”與“教師中心”的教學(xué)理念，從傳統(tǒng)的接受性學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)移到學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)相結(jié)合的學(xué)習(xí)方式上來。不能讓實驗成為只是傳授知識的工具。要變教師演示實驗為學(xué)生演示實驗，即在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生演示實驗，這樣有利于學(xué)生積極參與課堂活動，有利于學(xué)生的主體性和積極性的發(fā)揮。

另外，普通物理實驗是大一、大二學(xué)生的必修課，他們剛從中學(xué)時代步入大學(xué)階段，學(xué)生的學(xué)習(xí)觀念也沒有轉(zhuǎn)變，他們還習(xí)慣以老師為中心，缺乏對問題的思考、探究。如進入實驗室，老師就應(yīng)該把實驗?zāi)康摹嶒炘怼嶒瀮x器、實驗步驟等，甚至還需要老師手把手地教。基于此，老師就應(yīng)該主動地去引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，指導(dǎo)學(xué)生如何提出問題，分析問題、解決問題。教師給出“問題”，讓學(xué)生從“問題”出發(fā)，設(shè)計出這節(jié)課的實驗要求，實驗器材、實驗步驟、數(shù)據(jù)測量與分析，最后得到結(jié)論。激發(fā)學(xué)生的實驗興趣，培養(yǎng)良好的、嚴謹?shù)目茖W(xué)實驗作風(fēng)。

其次，隨著計算機與信息技術(shù)的迅速發(fā)展，物理實驗方法也不斷地滲透到其他各個學(xué)科和應(yīng)用領(lǐng)域。在物理實驗中引入計算機模擬與仿真實驗已成為現(xiàn)代化教學(xué)中不可或缺的一種手段。利用多媒體技術(shù)，可以對實驗原理和實驗過程進行生動形象的模擬仿真，聲音、圖像、動畫、文字有機地組合在一起，增強課堂效果，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生做實驗的積極性和主動性。

（二）教學(xué)內(nèi)容改革

為了培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力、綜合應(yīng)用能力以及實踐創(chuàng)新能力，適應(yīng)新時代專業(yè)人才的需要，根據(jù)學(xué)校教學(xué)目的和要求，可以把大學(xué)物理實驗建設(shè)成真正意義上的開放性實驗室。打破以往固定的教學(xué)模式。即本學(xué)期實驗都在網(wǎng)上開放，學(xué)生根據(jù)自己興趣愛好、學(xué)科要求自由選擇實驗時間、實驗教師、實驗項目。目前，我校正在實施，效果頗為滿意。不僅提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，還帶動了一批學(xué)生自發(fā)地進行科研創(chuàng)作，使得學(xué)生能夠從單純的學(xué)習(xí)型人才向?qū)W習(xí)創(chuàng)新型人才轉(zhuǎn)變，真正體現(xiàn)出“人本”化的教學(xué)理念。

另外，在教學(xué)內(nèi)容上，整個大學(xué)階段的物理實驗由三大模塊組成：基礎(chǔ)型實驗、提高型實驗、設(shè)計型實驗。

1. 基礎(chǔ)型實驗

為了使學(xué)生對基本儀器儀表的構(gòu)造特點、規(guī)格性能、讀數(shù)原理、使用方法以及日常維護有一個清晰的了解，在實驗當中能夠恰當?shù)剡x擇使用，開設(shè)了包括力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)在內(nèi)的基礎(chǔ)性實驗。如：力學(xué)基本測量、電學(xué)基本測量、分光計的調(diào)整、邁克爾遜干涉儀、示波器的使用等實驗。使學(xué)生在掌握了基本儀器使用的同時，學(xué)會正確處理實驗數(shù)據(jù)，正確分析實驗中的各類引入誤差。

2.提高型實驗

提高型實驗是在傳統(tǒng)實驗教學(xué)的基礎(chǔ)上開設(shè)的，有些實驗利用計算機控制模擬，不僅可以鍛煉學(xué)生的實際操作能力、研究動手能力，又體現(xiàn)出專業(yè)知識的新穎性和實用性。如：氫光譜測定實驗、光電效應(yīng)實驗、CCD圖像處理實驗、激光拉曼光譜實驗、夫蘭克-赫茲實驗等，實驗內(nèi)容豐富、力求能夠反映物理學(xué)理論的研究成果、最新進展及其應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上，還開設(shè)核磁共振譜（NMR）實驗了解核磁共振的基本原理和氫譜的測定方法，掌握簡單核磁共振氫譜譜圖的解析技能；利用電子衍射儀進行真空鍍膜，驗證粒子的波粒二象性；掃描隧道顯微鏡（STM）的使用觀察物質(zhì)表面形態(tài)，了解物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)；光鑷實驗研究光的力學(xué)效應(yīng)等等。這些實驗相比基礎(chǔ)性實驗而言具有一定難度，操作起來也較為復(fù)雜性，但是應(yīng)用廣泛且實用性強，通常學(xué)生都非常感興趣，完成的質(zhì)量也比較高。通過做實驗?zāi)軌蚯袑嶓w會到現(xiàn)代物理學(xué)理論的奧妙，領(lǐng)悟?qū)嶒炘O(shè)計的思想，將理論和實踐緊密結(jié)合起來，有效地拓寬了學(xué)生的知識面，激發(fā)了學(xué)生的求知欲，提高了學(xué)生科學(xué)研究的能力。

3. 設(shè)計性試驗

設(shè)計性實驗著重培養(yǎng)學(xué)生的實驗設(shè)計能力，是在學(xué)生具備一定綜合能力的基礎(chǔ)上，通過教師擬定題目或者學(xué)生自擬題目，實驗中心提供場地和儀器，內(nèi)容要求來源于生產(chǎn)實際，具有一定的先進性和技巧性，能夠解決生活中的實際問題，給學(xué)生提供一個設(shè)計平臺，使學(xué)生的潛能得以開發(fā)。如：我們開設(shè)的諧振頻率測量、全息照相實驗，在教師的指導(dǎo)下從實驗的設(shè)計、實驗器材的選取、實驗步驟的安排、實驗數(shù)據(jù)的測量及數(shù)據(jù)處理與分析，學(xué)生都能夠親自完成。通過設(shè)計性實驗充分鍛煉了學(xué)生的動手能力和思考能力。

（三）試驗考核標準

為了能夠全面科學(xué)地考核與評定學(xué)生的綜合實驗?zāi)芰Γ己藢W(xué)生科學(xué)嚴謹、實事求是的科研作風(fēng)，建議將學(xué)生的實驗成績評定分為平時成績和實驗成績兩部分。對于平時成績的考核可參考：出勤、預(yù)習(xí)報告、上課回答問題情況、實際解決問題情況， 對實驗實際操作情況，數(shù)據(jù)測量情況，代課教師根據(jù)以上標準給出平時成績。實驗成績的評定可以根據(jù)原始數(shù)據(jù)記錄表、實驗報告給出。即在學(xué)生完成實驗后，教師要檢查每組的原始數(shù)據(jù)記錄表，并隨機提問，在撰寫的實驗報告上給出實驗成績。平時成績占總成績的40%，考試成績占總成績的60%，實驗不及格的學(xué)生要重修、補考。

實驗成績評定的科學(xué)化、合理化、準確化，可以很好地激發(fā)學(xué)生上課的積極性和主動性，自覺遵守實驗課紀律，有效減少、杜絕不預(yù)習(xí)實驗，不認真做實驗，偽造實驗數(shù)據(jù)、抄襲實驗報告的現(xiàn)象。

三、結(jié)論

當代前沿的物理實驗常常是一項綜合性的巨大工程，培養(yǎng)學(xué)生優(yōu)秀的科學(xué)創(chuàng)新品質(zhì)，提高學(xué)生自身的綜合素質(zhì)，使學(xué)生的創(chuàng)造潛能充分得到發(fā)揮尤為重要。大學(xué)物理實驗是在校大學(xué)生接觸科學(xué)實驗研究的第一步，正確引導(dǎo)，建立科學(xué)的、規(guī)范的、制度化的實驗室管理是一項長期的工作，在實驗教學(xué)中，還有許多新的規(guī)律、模式等待著我們?nèi)ヌ剿鳌⒀芯俊?/p>

［參考文獻］

篇4

學(xué)院的物理專業(yè)教學(xué)的目的是為了培養(yǎng)具有堅實的物理基礎(chǔ)理論知識、基本的實驗方法以及技能，理工結(jié)合的高級復(fù)合型工程技術(shù)人才。對于實踐體系教學(xué)就是為了培養(yǎng)學(xué)生要具有一定的實驗設(shè)計能力，在實驗的條件下，能夠動手操作出實驗的結(jié)果并對其進行歸納分析，并以此來撰寫論文，做到有可以和同學(xué)彼此進行交流的能力；除此之外，還要能夠運用現(xiàn)代物理在工程技術(shù)方面的實驗。因此在課程教育實驗方面要加大和加強，尤其是綜合性和設(shè)計性的實驗，有條件的話最好能夠讓同學(xué)們進行小型的科研試驗。引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)的知識進行創(chuàng)新并與工程技術(shù)專業(yè)聯(lián)系起來，使其能夠在將來從事相關(guān)的專業(yè)工作中可以更好的發(fā)揮。

為了深化教育改革，充分體現(xiàn)“寬口徑、厚基礎(chǔ)、重能力、高素質(zhì)”的人才培養(yǎng)模式，增大學(xué)生的就業(yè)幾率，按照院里物理專業(yè)培養(yǎng)目標的要求，再加上實踐教學(xué)老師們共同的努力教學(xué)，以及大量的調(diào)研、搜集所得到的相關(guān)的資源，對完善教學(xué)實踐管理體系，提供綜合性、設(shè)計性強的實驗以及建立網(wǎng)絡(luò)教育平臺提出了更深的討論。在以培養(yǎng)計劃為指導(dǎo)，挖掘各種實驗課，課程設(shè)計的邏輯關(guān)系，科學(xué)、安全、合理的設(shè)計各個實驗課題的項目的方面已經(jīng)基本建設(shè)出了比較完善的體系，這將對培養(yǎng)學(xué)生們的綜合素質(zhì)起到了關(guān)鍵的作用。

2 物理專業(yè)實踐教學(xué)體系構(gòu)成

通過各種實驗課和課程設(shè)計的邏輯關(guān)系以及科學(xué)合理的設(shè)計的一些實驗，試驗項目等已經(jīng)構(gòu)建出了比較完善又能體現(xiàn)教學(xué)目標的物理專業(yè)實踐教學(xué)體系，包括了10們實驗課，4門課程設(shè)計，具體設(shè)計如下：

2.1 力學(xué)實驗

實驗1，霍爾位置傳感器測楊氏模量；實驗2，扭擺法測物體的轉(zhuǎn)動慣量；實驗3，示波器的使用；實驗4，粒狀物體極不規(guī)則物體密度的測量；實驗5，顯示駐波法測空氣中聲速。

2.2 光學(xué)實驗

實驗1，分光計的調(diào)節(jié)和使用；實驗2，邁克爾遜干涉實驗；實驗3，光強綜合測試；實驗4，牛頓環(huán)測球面的曲率半徑；實驗5，組裝望遠鏡和顯微鏡。

2.3 電磁學(xué)實驗

實驗1，磁場的測量與描繪；實驗2，電表的改裝；實驗3，霍爾原件測磁場；實驗4，物理電學(xué)設(shè)計性實驗；實驗5，電位差計測熱電偶的電動勢。

2.4 近代物理實驗

實驗1，密里根油滴實驗；實驗2，塞曼效應(yīng)；實驗3，夫蘭克――赫茲實驗；實驗4，電子射線的電偏轉(zhuǎn)與磁偏轉(zhuǎn)；實驗5，電子射線的電聚焦與磁聚焦；實驗6，光電效應(yīng)測普朗克常數(shù)；實驗7，氣體放電等離子體的研究；實驗8，全息照相；實驗9，硅光電池特性測試實驗；實驗10，光敏電阻特性測試實驗；實驗11，光速的測量；實驗12，金屬電子逸出功測定；實驗13，復(fù)合電鍍實驗（一）――赫爾曹實驗；實驗14，復(fù)合電鍍實驗（二）――金屬-固體微粒復(fù)合膜電鑄工藝研究。

2.5 電路實驗

實驗1，驗證基爾霍夫定律；實驗2，RLC穩(wěn)態(tài)電路特性的研究；實驗3，RLC二階電路暫態(tài)過程的研究；實驗4，RC、RL一階電路暫態(tài)過程研究；實驗5，RLC串聯(lián)諧振電路的研究。

2.6 模擬電路實驗

實驗1，電壓放大器的調(diào)試與測量；實驗2，拆動放大器；實驗3，低頻OTL功率放大器；實驗4，射極跟隨器；實驗5，RC正弦波振蕩器。

2.7 數(shù)字電路實驗

實驗1，組合邏輯電路的設(shè)計（一）；實驗2，組合邏輯電路的設(shè)計（二）；實驗3，集成555定時器及其應(yīng)用；實驗4，計數(shù)器及其應(yīng)用；實驗5，數(shù)/模（D/A）及模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換。

2.8 通信原理實驗

實驗1，F(xiàn)SK調(diào)制實驗；實驗2，抽樣定理與PAM通信系統(tǒng)實驗；實驗3，二相PSK（DPSK）調(diào)制實驗；實驗4，二相PSK（DPSK）解調(diào)實驗；實驗5，F(xiàn)SK解調(diào)實驗；實驗6，脈沖編碼調(diào)制PCM與時分復(fù)用。

2.9 傳感器原理與應(yīng)用試驗

實驗1，金屬箔式應(yīng)變片――單臂電橋性能實驗；實驗2，集成溫度傳感器的特性；實驗3，差動變壓器實驗；實驗4，電容式傳感器的位移特性實驗；實驗5，直流激勵時霍爾傳感器位移特性實驗；實驗6，金屬箔式應(yīng)變片――半橋、全橋性能和電子秤實驗；實驗7，光電二極管和光敏電阻的特性研究。

2.10 光電子技術(shù)實驗

實驗1，光源特性測試；實驗2，電光調(diào)制實驗；實驗3，聲光調(diào)制實驗；實驗4，廣電倍增管綜合實驗；實驗5，光電二極管光電特性測量；實驗6，光敏電阻特性實驗；實驗7，硅光電池特性測試；；實驗8，面陣CCD實驗；實驗9，光電探測器直流參數(shù)測試；實驗10，APD光電二極管特性測試實驗實驗11，光電耦合開關(guān)實驗。

2.11 電路課程設(shè)計

萬能表的組裝與調(diào)試。

2.12 光電轉(zhuǎn)換課程設(shè)計

實驗1，雙光纖通信傳輸認識；實驗2，固定速度時分復(fù)用/解復(fù)用；實驗3，變速率時分復(fù)用；實驗4，數(shù)字信號電――光、光――電傳輸；實驗5，模擬信號電――光、光――電傳輸；實驗6，變速率時分復(fù)用/解復(fù)用。

2.13 數(shù)字電路課程設(shè)計

數(shù)字時鐘的制作。

3 教學(xué)改革建設(shè)實踐

通過教學(xué)實驗安排可以看出力學(xué)，光學(xué)，電磁學(xué)，這三門實驗課是基礎(chǔ)，其他的實驗課基本上就是圍繞這三們展開的，所以要注重打好學(xué)生們的基礎(chǔ)，就要對其進行改革選擇適合學(xué)生學(xué)習(xí)的方法，能夠充分調(diào)動學(xué)生做實驗的積極性和主動性。所以希望每位同學(xué)都可以做到，課前預(yù)習(xí)實驗，對實驗做好充分的了解，自己動手操作，通過實驗撰寫實驗報告，能夠充分理解并能作適當?shù)闹v解，然后對其結(jié)果作評論。除此之外，課堂上學(xué)生是自由的可以自由發(fā)揮及討論。實驗室充分提供給大家，讓那個每個同學(xué)都能充分的去做實驗。此次教學(xué)體系的建設(shè)就是讓同學(xué)能夠徹底明白每個實驗的原理，能夠從中收獲到知識，更好地為未來所要從事的專業(yè)工作打好基礎(chǔ)。提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，真正的學(xué)到知識。當然我也會在為學(xué)生提供這樣一個展現(xiàn)自我的。

4 總結(jié)

在此次教學(xué)體系的設(shè)計中，就是為了通過新的教學(xué)體系能夠更好的讓學(xué)生學(xué)好物理實驗，更好的開發(fā)頭腦的思維能力，提高學(xué)生的動手發(fā)言的勇氣，自己也能更好的教學(xué)。

【參考文獻】

[1]方莉俐，張明，梁富增，葛向紅.加強學(xué)生綜合素質(zhì)，提高擇業(yè)能力：應(yīng)用物理課程體系與教學(xué)內(nèi)容的綜合研究與實踐研究[C]//大學(xué)物理課程報告論壇文集.2008，7：209.

篇5

一、大學(xué)物理實驗教學(xué)的現(xiàn)狀及存在的問題

（一）大學(xué)物理實驗大多數(shù)是驗證性實驗，設(shè)計性實驗較少。通常整個實驗過程基本是對實驗講義所述內(nèi)容的重復(fù)，實驗結(jié)果都在意料之中，缺少了進一步探究的過程。而且，不少學(xué)員認為實驗內(nèi)容過于空洞，與社會實用技術(shù)差距較大。因而，對實驗課的重視不夠，缺乏獨立思考和參與的過程，很難激發(fā)其自身的創(chuàng)新思維。

（二）在傳統(tǒng)物理實驗教學(xué)中，教師與學(xué)員的任務(wù)分配不均勻。 教師依然是實驗教學(xué)中的“主角”，而學(xué)員只是“配角”或者干脆就扮演起了“群眾演員”的角色。在實驗理論和動手操作上大部分乃至全部都由教師全權(quán)，學(xué)員不愿動腦思考或是動手操作，甚至不清楚實驗?zāi)康募捌湎嚓P(guān)的理論依據(jù)。

（三）現(xiàn)行的實驗評價方法缺乏科學(xué)性。大部分教師僅僅依靠學(xué)員的實驗報告內(nèi)容進行考核作為該課程成績的評定標準。這樣就無法避免一些學(xué)員為獲取高分而不獨立完成實驗的現(xiàn)象，無法真實反映學(xué)員的實際操作水平和創(chuàng)新能力。

（四）由于部分高校教學(xué)經(jīng)費不足，致使一些實驗儀器過時陳舊。學(xué)員很難把握儀器的使用尺度，外界的環(huán)境因素也會對儀器的精確度造成很大影響。加之部分院校的師資力量水平有限，不免還會出現(xiàn)實驗項目和實驗手段老套單一的現(xiàn)象。

（五）實驗室不完全面向師生開放，學(xué)校教學(xué)自我封閉。由于先進實驗設(shè)備價格昂貴、易損壞，有些學(xué)校不愿開放這些實驗室，只是作為裝飾學(xué)校的飾品，只可遠觀不能近取；還有些學(xué)校自恃有一些優(yōu)秀的實驗教學(xué)方法，不肯與外界交流。

這些問題在不同程度上加大了大學(xué)物理實驗教師的教學(xué)壓力，更加阻礙了學(xué)員自身科學(xué)素質(zhì)和能力的發(fā)展。因此，大學(xué)物理實驗教學(xué)改革勢在必行。

二、大學(xué)物理實驗教學(xué)改革

（一）更新觀念，注重實驗教學(xué)。通過物理實驗教學(xué)，學(xué)員可以及時掌握物理學(xué)中的新概念、新技術(shù)和前沿科技的發(fā)展動向，提升自身與科學(xué)技術(shù)發(fā)展相適應(yīng)的能力、理論聯(lián)系實際和創(chuàng)新的能力。在新的教學(xué)改革形勢下，教師、學(xué)員以及學(xué)校都必須更新其觀念，使理論教學(xué)和實驗教學(xué)相互促進、相互協(xié)作、相互彌補。

1、教師應(yīng)改進教學(xué)方法，調(diào)整教學(xué)目標。教師是學(xué)員的引導(dǎo)者和指導(dǎo)者，要調(diào)整教學(xué)目標，不斷改變其教學(xué)角色、教學(xué)作用和教學(xué)方法。學(xué)生始終是中心體，教師應(yīng)確立“為學(xué)而教”的教學(xué)思想，不應(yīng)一味地甘做“雷鋒”、“父母”角色。應(yīng)當創(chuàng)設(shè)不同的實驗教學(xué)情景，引導(dǎo)學(xué)員獨立思考問題并完成物理實驗，激發(fā)學(xué)員的創(chuàng)新思維，幫助其形成濃厚的學(xué)習(xí)興趣。另外，教師還要不斷更新自身的創(chuàng)新教學(xué)能力，不斷增加自身的知識儲備，并保持這些知識內(nèi)容具有與時俱進的性質(zhì)以及實驗內(nèi)容的優(yōu)化性。

2、引導(dǎo)學(xué)員調(diào)正自身的學(xué)習(xí)態(tài)度，提高學(xué)習(xí)積極性。學(xué)員是學(xué)習(xí)的主體，是知識的汲取者。在日常實驗教學(xué)中，應(yīng)當循循善誘，不妨讓學(xué)員嘗試自己動手做一些富有創(chuàng)造性、研究性的實驗器材，培養(yǎng)其對實驗學(xué)習(xí)的興趣，使其主動端正學(xué)習(xí)態(tài)度，提高學(xué)習(xí)積極性。還要引導(dǎo)其主動獲取實驗教學(xué)中所教授的理論知識，積極思考這些知識在實驗中所起到的作用，不斷激發(fā)其自我拓展延伸的科研創(chuàng)新能力。

（二）改革課程體系，實現(xiàn)物理實驗內(nèi)容的現(xiàn)代化。在21世紀的知識體系中，多學(xué)科之間相互滲透、相互結(jié)合。單一的力學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)等基礎(chǔ)實驗教學(xué)已無法滿足培養(yǎng)優(yōu)秀人才所必需的條件。因此，要有機地將其他物理實驗課程的教學(xué)融合在一起，可以有條件、有目的地增設(shè)一些與前沿科技密切相關(guān)的實驗，如低溫超導(dǎo)體、液晶技術(shù)、光纖技術(shù)、激光全息照相等。真正使學(xué)員做到與時俱進，成為新世紀新形勢下的全新全能人才。

（三）優(yōu)化實驗器材，先進實驗設(shè)備，全面面向?qū)W員開放實驗室。基于實驗器材老化、實驗設(shè)備破舊落后、先進實驗室封閉的現(xiàn)象，學(xué)校應(yīng)該積極為師生配備一些新的、先進的、符合當今實驗教學(xué)的實驗儀器，全面開放實驗室。教師和學(xué)員也要盡量避免損壞實驗器材，真正做到規(guī)范使用、操作實驗設(shè)備，愛護實驗設(shè)備。

（四）派遣實驗先進小組去往兄弟院校、企業(yè)單位、科研機構(gòu)進行實驗交流。通過與其他科研單位實驗學(xué)習(xí)方面的交流，不僅可以及時更新知識信息，還可以加快學(xué)習(xí)先進實驗教學(xué)方法的步伐，適應(yīng)社會的發(fā)展趨勢。因此，高校應(yīng)積極與外界進行學(xué)術(shù)交流，在學(xué)習(xí)體會之余，也可以將各校富有特色、優(yōu)秀的實驗教學(xué)模式傳授給他人學(xué)習(xí)與借鑒，這樣有助于更多學(xué)員在畢業(yè)后能更好的發(fā)揮才能、服務(wù)社會。

篇6

一、引言

物理實驗課覆蓋面廣，具有豐富的實驗思想、方法、手段，同時能提供綜合性很強的基本實驗技能訓(xùn)練，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實驗?zāi)芰Α⑻岣呖茖W(xué)素質(zhì)的重要基礎(chǔ)。它在培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、活躍的創(chuàng)新意識、理論聯(lián)系實際和適應(yīng)科技發(fā)展的綜合應(yīng)用能力等方面具有其它實踐類課程不可替代的作用。但是大多數(shù)院校把物理實驗當成一般的必修課程，按部就班地安排實驗項目，批閱實驗報告，最后根據(jù)實驗報告成績或加上部分考試成績給出課程的總評分數(shù)。動手能力好、思維活躍的學(xué)生的成績往往并不高，這就挫敗了他們的積極性，使他們最終失去興趣，敷衍了事。鑒于大學(xué)物理實驗課程的重要作用，一些院校已經(jīng)在研究物理實驗教學(xué)的改革方案，目的就是提高物理實驗教學(xué)效果，通過物理實驗課程的開設(shè)讓學(xué)生的動手實踐能力、科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新精神、團隊合作能力得到真正地提高。舉辦大學(xué)生物理實驗競賽的目的是為了激發(fā)學(xué)生對物理實驗的興趣和潛能，充分發(fā)揮學(xué)生的自主能動性，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、實踐能力和團隊協(xié)作意識。只有制定合理的、符合學(xué)校實際情況的競賽方案才能真正發(fā)揮物理實驗競賽的作用。

二、國內(nèi)競賽情況概要

全國大學(xué)生物理實驗競賽已經(jīng)于2010和2012年在中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理實驗教學(xué)中心成功舉辦兩屆。競賽命題分為基礎(chǔ)性物理實驗和綜合性、研究性物理實驗兩類。競賽采用現(xiàn)場實驗的形式進行比賽。北京市大學(xué)生物理實驗競賽從2008年開始每年舉辦一屆，提前公布題目。競賽設(shè)四個題目：第一題指定一個測量內(nèi)容，要求參賽隊自己搭建實驗平臺進行測量；第二題為指定內(nèi)容的、有應(yīng)用價值的實驗制作；第三題為學(xué)生在校期間完成的物理思想清晰，物理知識點明確的實驗制作；第四題為學(xué)生在校期間完成的物理思想清晰、與實驗相關(guān)的科研論文和教學(xué)論文。廣東省大學(xué)生物理實驗設(shè)計大賽已經(jīng)舉辦了十三屆，競賽組委會提前公布指定競賽題目，設(shè)基礎(chǔ)和應(yīng)用兩個題。全國還有很多省市，例如湖北省、江蘇省、浙江省、遼寧省等都在舉辦各省市的大學(xué)生物理實驗競賽。很多開設(shè)物理實驗課程的高校都在舉辦自己學(xué)校的物理實驗競賽或物理實驗競能競賽、物理實驗設(shè)計競賽，名稱雖然有所不同，但競賽命題形式不外乎兩種，一種是現(xiàn)場命題并操作實驗，考察學(xué)生對不同物理實驗手段理解掌握的水平和綜合分析應(yīng)用能力。另一種是提前指定競賽題目或開放式命題，最終以作品的水平評定成績。

三、我校物理實驗競賽情況介紹

（一）第一屆大學(xué)生物理實驗競賽

在2010年12月首屆全國大學(xué)生物理實驗競賽成功舉辦之際，校領(lǐng)導(dǎo)提議我校也應(yīng)該自己組織一個實驗競賽，激發(fā)學(xué)生對實驗的興趣和熱情，提高實驗室利用率，提高學(xué)生創(chuàng)新和協(xié)作能力。由于學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)十分重視，教務(wù)處召集學(xué)校相關(guān)職能部門和相關(guān)學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)進行協(xié)商，并在2011年4月底下發(fā)了關(guān)于舉辦我校首屆大學(xué)生物理實驗競賽的通知。首屆競賽分為初賽、實驗操作和答辯三個環(huán)節(jié)進行，報名與參賽均以組為單位，每組兩人。初賽以筆試形式考查報名選手的基本知識和基本實驗技能。實驗操作考察學(xué)生的動手能力和靈活運用所學(xué)知識設(shè)計實驗的能力。考慮到是第一次舉辦競賽，并參照我校現(xiàn)有儀器和條件，提出了以下幾個參考題目：頻率的測定和燒杯打擊樂的形成，太陽能電池研究，自組邁克爾遜干涉儀研究空氣折射率，空間頻譜及空間濾波研究，全息照相的研究。選手也可以自選參賽題目。實驗操作中要求兩名選手團結(jié)協(xié)作，按照自己的設(shè)計方案在規(guī)定時間內(nèi)完成儀器調(diào)試、數(shù)據(jù)測量、提交報告。

來自7個二級學(xué)院的176組352名同學(xué)報名參加了首屆大學(xué)生物理實驗競賽。根據(jù)初賽成績選拔60組選手進入實驗階段。經(jīng)過兩天的緊張比賽，評委根據(jù)選手的設(shè)計思想、實驗操作和實驗后的報告總結(jié)綜合評分，選拔出30組選手成為本次競賽的獲獎選手。30組獲獎選手中前14組參加了答辯，最終6組選手獲得一等獎，8組選手獲得二等獎，其他16組選手獲得三等獎。

學(xué)生在競賽過程中表現(xiàn)出來的刻苦努力、堅忍不拔、聰明睿智、大膽創(chuàng)新給我們留下了深刻印象。因為比賽期間也是學(xué)生功課最忙的一段時間，學(xué)生平時白天很少有時間，只能在周末、中午、晚上等課外時間查閱資料、制備材料、實驗練習(xí)。有的學(xué)生從下午下課一直到晚上實驗樓鎖門都在實驗室鉆研，甚至帶著面包干糧到實驗室。有些學(xué)生的想法非常新奇，具有大膽創(chuàng)新的思想，比如：有的同學(xué)利用聲速測量儀上的壓電陶瓷換能器，測量燒杯的共振頻率；有的同學(xué)自己動手制作太陽能電池；有的同學(xué)應(yīng)用所學(xué)的馬律斯定律自制光強調(diào)節(jié)裝置；有的同學(xué)靈活運用基礎(chǔ)實驗中學(xué)到的補償原理，測量太陽能電池的電壓特性等等。

（二）第二屆大學(xué)生物理實驗競賽

總結(jié)第一屆競賽的經(jīng)驗，2012年我們又舉辦了第二屆大學(xué)生物理實驗競賽。1～4人組成一個參賽隊，報名同時提交物理實驗競賽參賽申請報告。競賽項目及要求：（1）利用簡單材料設(shè)計制作靜電起電機，并演示與靜電有關(guān)的現(xiàn)象。（2）應(yīng)用物理原理進行實驗制作。要求作品具有創(chuàng)新性、有實用價值。（3）對物理實驗中心現(xiàn)有儀器進行改進，使操作更加便捷、測量更加精確；對物理實驗中心現(xiàn)有儀器進行重新組合，開發(fā)新的實驗項目，完成新的實驗功能；基于物理實驗中心現(xiàn)有實驗項目，提出新的實驗方法。

為了鼓勵和幫助參賽選手，物理實驗中心專門設(shè)置了一個學(xué)生科技活動室，并在學(xué)生科技活動室準備了各種元器件，各種工具原材料和實驗中心多年來積攢的各種在物理實驗課上不能成套利用的實驗儀器，給參賽選手提供一個發(fā)揮潛能和創(chuàng)造力的空間，同時也營造出節(jié)約創(chuàng)新的氛圍，推動和促進了實驗室的建設(shè)與發(fā)展。來自七個理工科學(xué)院的247名同學(xué)報名參加了第二屆物理實驗競賽，經(jīng)過資料查閱、材料準備、作品制作、反復(fù)實驗不斷突破，選手們從暑假開始歷經(jīng)將近半年時間最終完成各自參賽作品。根據(jù)初賽展示答辯結(jié)果，評出三等獎10項，優(yōu)秀獎20項。排名前六的選手進入決賽，經(jīng)過進一步升級加工，六個隊伍又進行一場決賽答辯。最后，白光干涉楊氏模量測量儀和感應(yīng)起電機兩個作品憑借新穎的設(shè)計，大膽的創(chuàng)新獲得了一等獎。另外四隊選手也表現(xiàn)出色獲得了二等獎。競賽過程中，涌現(xiàn)出一大批優(yōu)秀學(xué)生，有的學(xué)生嚴謹認真、踏實努力；有的學(xué)生見解獨到、思路新異；有的學(xué)生熱愛科學(xué)、精益求精；有的學(xué)生樂觀向上、永不言棄。本屆競賽學(xué)生制作了范式起電機、韋氏起電機、滴水起電機、新型楊氏模量測量儀、斯特林空氣熱機、新型靜電場描繪儀、新型輸液報警器、靜電演示儀器、電磁演示儀器等十種作品。其中一等獎選手的作品“白光干涉楊氏模量測量儀”獲得了評委老師和學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)的一致認可，并已在申請專利。

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2.在物理課堂教學(xué)中滲透創(chuàng)新能力培養(yǎng)

課堂教學(xué)是教師傳播物理知識的主要陣地，也是學(xué)生獲取物理知識的主要途徑。加強科技創(chuàng)新能力培養(yǎng)必須從課堂教學(xué)做起，充分發(fā)揮課堂教學(xué)的主渠道作用。

2.1 強調(diào)物理與日常生活的關(guān)系

物理是一門實用性很強的科學(xué)，與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、日常生活有著極為密切的聯(lián)系。在教學(xué)中結(jié)合具體的教學(xué)內(nèi)容，緊密聯(lián)系生產(chǎn)和生活實際，突出知識的實用性。例如“雜技表演時演員為什么能成功完成各種驚險動作”等一系列問題，引入“物體的平衡”一節(jié)課題的教學(xué)，在研究了物體的平衡即平衡條件后，對生活中的許多有關(guān)現(xiàn)象就可以理解了。體育運動中的許多項目都要利用到平衡。橋梁、起重機、建筑物都要保持平衡，所以設(shè)計時要分析各部分受力情況，根據(jù)平衡條件進行計算以便確定幾何尺寸或選擇適當?shù)牟牧稀：芏嗤瑢W(xué)對體育運動熟悉和愛好。因此還應(yīng)結(jié)合力學(xué)知識，分析和計算推鉛球的水平射程與初速度的關(guān)系；利用動量定理認識接籃球時減少沖擊力的方法；利用運動定律、靜摩擦力、力的分解、合成和轉(zhuǎn)動力矩等多方面知識分析拔河能取勝的關(guān)鍵。物理知識與生活現(xiàn)象恰當?shù)慕Y(jié)合。能提高學(xué)生對物理學(xué)習(xí)的興趣。物理知識、物理規(guī)律本身就是對自然現(xiàn)象的總結(jié)和抽象。通過這些知識的介紹，使學(xué)生更加認識到科學(xué)知識在日常生活中的地位和作用，從而更加激發(fā)學(xué)生主動觀察、探究身邊所發(fā)生的各種現(xiàn)象，樹立愛科學(xué)、學(xué)科學(xué)的良好品質(zhì)。

2.2 在課堂中加強實驗教學(xué)

物理學(xué)科本身就是一門實驗科學(xué)，加強實驗教學(xué)，有助于培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、實驗?zāi)芰Α⒖茖W(xué)思維能力、實事求是的科學(xué)態(tài)度、團隊合作意識、創(chuàng)新意識和創(chuàng)造能力。加強學(xué)生實驗教學(xué)主要從以下幾方面入手。

2.2.1 利用實驗課加強對學(xué)生實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)

要使每次實驗都能較好地完成預(yù)計的任務(wù)，關(guān)鍵在于師生思想上的準備和現(xiàn)場指導(dǎo)。凡是學(xué)生對要進行的實驗?zāi)康囊竺鞔_，對所用儀器性能了解，對實驗原理和操作步驟清楚，實驗課的收獲就比較大。為此，每次實驗前，師生一起對實驗的有關(guān)問題進行討論研究，確定實驗方案，估計可能會出現(xiàn)的問題和解決辦法，堅決克服實驗的盲目性。當然，在操作過程中，常常還會出現(xiàn)一些學(xué)生在預(yù)習(xí)時想不到的問題。如在描繪靜電場等勢線的實驗中，有的學(xué)生找等勢點時幾次都見到檢流計的指針往同一個方向偏轉(zhuǎn)。這時啟發(fā)他們能否找到使檢流計指針向相反方向偏轉(zhuǎn)的點？組內(nèi)同學(xué)經(jīng)過研究判斷出大致位置，并用事實證實這次推斷，進而再確定出檢流計指針無偏轉(zhuǎn)點的位置，順利地完成實驗。在實踐過程中，如果發(fā)現(xiàn)了問題，總是要求學(xué)生要在動手的同時，充分動腦，啟發(fā)他們自己動手排除故障，教師絕不包辦代替。

2.2.2 增加自我設(shè)計、改進的實驗

實驗教學(xué)的任務(wù)之一是要培養(yǎng)學(xué)生實驗設(shè)計的能力，根據(jù)確定的目的任務(wù)，讓學(xué)生獨立設(shè)計實驗，這對學(xué)生是一種很好的鍛煉。每章學(xué)習(xí)都安排一些這樣的實驗內(nèi)容。在“測定電源電動勢和內(nèi)電阻”的實驗時，沒有讓學(xué)生完全按照教材給出的方案按部就班地做，而是把實驗?zāi)康囊笾v清楚以后，讓每個學(xué)生根據(jù)所學(xué)的知識，設(shè)計一種或幾種實驗電路，并把自己的設(shè)計原理、實驗步驟、實驗記錄表格、注意事項都寫出來，在實驗前各抒己見，然后按自己正確的設(shè)計進行試驗。這樣，學(xué)生實驗的積極性很高。又如在研究牛頓運動定律等實驗時，購置的儀器與教材上寫的不同，先讓學(xué)生們觀察儀器的構(gòu)造，然后共同討論如何應(yīng)用該裝置完成實驗任務(wù)。由于是經(jīng)過學(xué)生思考后設(shè)計出的方案，他們做起實驗來更興奮和認真。

2.2.3 把一部分演示實驗改為學(xué)生實驗

課堂演示實驗對課堂教學(xué)有著重要的作用。但由于有些演示儀器比較小，不容易使教室內(nèi)每個同學(xué)都看清楚實驗現(xiàn)象，為了提高實驗觀察的效果，使學(xué)生加深對知識的理解，也為了增加學(xué)生動手的機會，教師克服了儀器不足和時間緊張的困難，設(shè)法將原來作為演示的一些實驗改為學(xué)生分組實驗，如靜電、導(dǎo)體的電荷分布、靜電屏蔽，用驗電器觀察電場線、自感現(xiàn)象、光的反射、折射、全反射、棱鏡，等等。

2.2.4 要求學(xué)生完成實驗報告

在此過程中要求學(xué)生根據(jù)實驗操作得到的數(shù)據(jù)，運用定理或公式，利用數(shù)學(xué)手段進行數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)分析，最后得出物理結(jié)論。從而培養(yǎng)學(xué)生嚴肅認真、實事求是的科學(xué)態(tài)度和獨立分析問題、解決問題的能力。實驗教學(xué)是提高學(xué)生綜合能力特別是創(chuàng)造能力的有效途徑。

2.3 注重介紹物理發(fā)展史和科技新成果

在教學(xué)過程中，根據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容，選用適當?shù)奈锢韺W(xué)史材料，例如“伽利略的自由落體實驗”、“法拉第的電磁感應(yīng)定律”、“愛因斯坦創(chuàng)立相對論”等，不失時機地對學(xué)生進行物理學(xué)史教育。通過物理學(xué)發(fā)展史和科學(xué)家生平介紹，啟示學(xué)生要有為科學(xué)獻身的精神，要有堅韌不拔的意志和頑強拼搏的勇氣，立志要高攀和進取，從而激發(fā)學(xué)生科技創(chuàng)新的勇氣。同時，在教學(xué)中有意識地介紹我國建設(shè)科研的新成就，介紹物理學(xué)在生產(chǎn)、科技領(lǐng)域中的運用，使學(xué)生認識到所學(xué)的知識確實有用，如講到振動時介紹超聲波在工程技術(shù)中的應(yīng)用（超聲波清洗、超聲波探傷、海底深度測量）；講到圓周運動時，介紹地球衛(wèi)星及應(yīng)用，天體物理學(xué)的一些知識，講到靜電場時，介紹靜電的應(yīng)用（除塵、噴漆、復(fù)印）和防止靜電危害的方法；學(xué)到電磁波的傳送和接收時，介紹利用電磁波定位、測量、導(dǎo)航、傳遞圖像、遙控等；講到材料的電阻率時，介紹世界上關(guān)于超導(dǎo)體的研究情況及我國在這一競爭中的最新成果；學(xué)到光學(xué)知識時，介紹光導(dǎo)纖維在醫(yī)學(xué)和光通訊技術(shù)以及天文學(xué)上的應(yīng)用；介紹光電管在自動控制中的作用；介紹激光的性能和應(yīng)用，如利用激光單色性好進行激光通訊、等離子測試，利用它的能量集性用于打孔、焊接、切割及醫(yī)學(xué)上用做手術(shù)刀，利用相干性好可作光源進行全息照相，等等。我的體會是教學(xué)中的這些結(jié)合，不僅可以使嚴密科學(xué)的教材內(nèi)容變得有血有肉，富有趣味，便于記憶，而且可以擴大學(xué)生的知識面，激發(fā)他們強烈的求知欲。同時指出祖國建設(shè)對五年制職業(yè)學(xué)生的殷切期望，激勵學(xué)生奮發(fā)上進，增強歷史責(zé)任感。使學(xué)生受到良好的科技創(chuàng)新意識的教育。

3.在物理課外活動中滲透創(chuàng)新能力培養(yǎng)

物理課外活動也是加強對學(xué)生進行創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要陣地。與課堂教學(xué)相比，課外活動具有更大的靈活性和選擇性。

3.1 開展科技小制作

根據(jù)學(xué)校的實際情況，積極組織學(xué)生開展科技小制作活動，首先著手編寫科技活動的輔導(dǎo)材料，該材料共涉及41個研究參考課題，包括力學(xué)（如力的相互作用小車、模擬火箭等）；熱學(xué)（如自制孔明燈等）；電學(xué)（如把音樂生日卡改門鈴、火災(zāi)報警器等）；光學(xué)（如簡易幻燈機、自制萬花筒等）多個部分。將自然科學(xué)知識由淺到深；涉及傳統(tǒng)課題和目前的熱門課題等眾多方向；目的是使學(xué)生關(guān)注身邊的現(xiàn)象，養(yǎng)成科學(xué)的分析問題解決問題的習(xí)慣，不僅培養(yǎng)學(xué)生動手、動腦的能力，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)。教師將輔導(dǎo)材料編輯成冊，目的是努力做到編寫的內(nèi)容有系統(tǒng)性、綜合性和可操作性。其次，向?qū)W生介紹古今中外科技小發(fā)明。將古今中外科技小發(fā)明的構(gòu)思、原理及作用介紹給學(xué)生，這對每個學(xué)生不僅是一個學(xué)習(xí)的過程，同時還能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造欲望，啟迪學(xué)生的創(chuàng)造思路。之后學(xué)生開始進行材料的采購，制造設(shè)計，方法的改進等工作。教師要求學(xué)生不僅要完成科技小制作，還要撰寫科技小論文。因此要求學(xué)生自學(xué)，通過學(xué)習(xí)使學(xué)生學(xué)會怎樣寫科技小論文，寫哪些方面的內(nèi)容，啟發(fā)學(xué)生觀察周圍事物，觀察自然界中的各種現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)和揭示其奧秘，寫出有價值的科技小論文。我們認為科學(xué)教育不僅僅是傳授知識、掌握技能，更主要的是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)方法和科學(xué)能力。只有在具備豐富的科學(xué)知識和技能的同時，學(xué)生才能逐步形成嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度和高尚的科學(xué)道德修養(yǎng)。我們確定了以普及科技基礎(chǔ)知識、緊密聯(lián)系社會生活、樹立科學(xué)態(tài)度、養(yǎng)成科學(xué)品質(zhì)為目標的科技教育，通過各種有效途徑，向?qū)W生介紹科學(xué)知識，發(fā)展學(xué)生科技創(chuàng)新的技能。

3.2 指導(dǎo)學(xué)生閱讀科普讀物

根據(jù)學(xué)生的知識基礎(chǔ)，指導(dǎo)學(xué)生閱讀有關(guān)的科普讀物，如指導(dǎo)學(xué)生到閱覽室去瀏覽《我們愛科學(xué)》中的科普文章，借閱《數(shù)理化科學(xué)演義》等科普讀物，使學(xué)生更多地了解科技知識和科技發(fā)展的新動向，增加學(xué)生的科技知識，并組織“實用物理知識競賽”，以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)、讀書的積極性，使學(xué)生掌握更多的科學(xué)文化知識，培養(yǎng)學(xué)生的科技閱讀能力。

3.3 舉辦科普知識演講

回顧100年來特別是愛因斯坦發(fā)表《相對論》以來，物理學(xué)對科學(xué)技術(shù)、人類社會、經(jīng)濟等諸多方面的貢獻，為喚醒人們對物理學(xué)的重視，聯(lián)合國教科文組織，專門設(shè)定國際物理年。作為物理教師我們有義不容辭的責(zé)任。我們在學(xué)生中開展“物理學(xué)的貢獻”演講活動，目的在于使學(xué)生認識到科技知識與社會發(fā)展、生產(chǎn)、生活緊密聯(lián)系在一起。在舉辦科技演講時，要求學(xué)生認真選擇材料，或根據(jù)有關(guān)資料撰寫講稿，根據(jù)平時收集的材料，集中學(xué)習(xí)。學(xué)生通過收集軍事科學(xué)、航天技術(shù)、通信技術(shù)、空間技術(shù)、科學(xué)家的事例與貢獻等材料，將搜集的資料在班上進行專題介紹，或利用板報介紹科普知識及物理知識的應(yīng)用。通過這些活動，加強對學(xué)生進行思想品德教育和科學(xué)素質(zhì)教育。