物理学 《物理实验教学研究》教学大纲 【课程名称】物理实验教学研究(Physic Experiment Teaching) 【课程编码】XXZX0830 【使用专业】物理学 【课时】18+36 【学分】2 【课程性质、目标和要求】 该课程是为物理学专业本科生在三年级第二学期开设的门专业限选课。它是阐述如 何进行中学物理实验教学研究的·门课程。 本课程的研究对象是物理实验教学的理论、实践和方法。主要内容包括物理实验教学 研究概述，物理实验的基础知识和基本技能，物理教学实验的设计与研究，中学物理常 用仪器，现代化教学手段在物理实验教学中的应用，物理实验室的建设和管理，初中物 理实验专题研究和高中物理实验专题研究 学习该课程的主要要求是： (1)使学生充分理解物理实验教学研究的意义、内容及指导思想，掌握物理实验的基 础知识和基本技能，掌握物理实验的设计与研究方法，熟悉中学物理实验常用仪器，了 解现代化教学手段在物理实验教学中的应用，了解物理实验室的建设和管理工作，学会 对物理实验教学的组织、控制与考核。 (2)使学生切实掌握初中若干物理实验的目的、原理，器材、内容、步骤和数据处理 的方法等。 (3)使学生切实掌握高中若干物理实验的目的、原理，器材、内容、步骤和数据处理 的方法等。 (4)培养学生的实验技能、提高学生的实验能力、发展学生的实验教学素质。 【教学时间安排】 本课程计2学分，18+36学时，理论学时分配如下： 章次 课程内容 课时 备注（教学形式） 1 绪论 1 讲授 2 物理实验教学研究概述 3 讲授+讨论 3 物理实验的基础知识和基本 3 讲授+讨论 技能 4 物理教学实验的设计与研究 2 讲授+讨论 5 中学物理实验常用仪器 4 讲授+讨论 6 现代化教学手段在物理实验 4 讲授+讨论 教学中的应用 物理实验室的建设和管理 1 讲授+讨论 合计 18 【教学内容要点】 绪论 一、学习目的要求 了解物理实验教学研究课的性质，明确学习物理实验教学研究课的意义，明确物理实 验教学研究课的研究对象，掌握物理实验教学研究课的学习方法。 -1-
《物理实验教学研究》课程教学大纲 二、主要教学内容 1、物理实验教学研究课的性质 2、学习物理实验教学研究课的意义 3、物理实验教学研究课的研究对象 4、物理实验教学研究课的学习方法 三、课堂讨论选题 1、关于学习物理实验教学研究课意义的讨论。 第一章物理实验教学研究概述 一、学习目的要求 明确物理实验教学研究的意义、内容及指导思想，掌握中学物理实验教学方法，学会 对物理实验教学的组织、控制与考核。 二、主耍教学内容 1、物理实验教学研究的意义、内容及指导思想 2、中学物理实验教学方法的研究 3、中学生物理实验能力的培养 4、物理实验教学的组织与控制 5、物理实验教学的考核 三、课堂讨论选题 1、关于物理实验教学研究意义的讨论。 第二章物理实验的基础知识和基本技能 一、学习目的要求 掌握测量与误差的概念、误差理论，掌握物理实验操作的基本技能，认识力学教材在 中学物理教材中的地位、掌握力学教材的基本内容和教学特点。 二、主要教学内容 1、测量与误差 2、误差理论在物理实验教学中的应用 3、物理实验条件的选择 4、物理实验操作的基本技能 5、物理教具的设计与自制 三、课堂讨论选题 1、关于物理教具的设计与自制的讨论。 第三章物理教学实验的设计与研究 一、学习月的要求 理解物理教学实验设计的概念，学会进行演示实验、学生分组实验、课外实验的设计 与研究。 二、主要教学内容 1、物理教学实验设计概述 2、演示实验的设计与研究 3、学生分组实验的设计与研究 4、课外实验的设计与研究 三、课堂讨论选题 1、关于课外实验的设计与研究的讨论。 第四章中学物理实验常用仪器 一、学习目的要求 -2-
物理学 学会正确认识物理实验仪器，掌握力学、热学、电磁学、光学、原子物理学常用实验 仪器的原理和使用方法。 二、主要教学内容 1、正确认识物理实验仪器 2、力学及热学实验的常用仪器 3、电磁学实验的常用仪器 4、光学与原子物理学实验仪器 三、课堂讨论选题 1、关于如何正确认识物理实验仪器的讨论。 第五章现代化教学手段在物理实验教学中的应用 一、学习目的要求 掌握计算机、液晶投影机、实物投影仪、扫描仪的使用方法，掌握多媒体制作技术。 二、主耍教学内容 1、计算机在物理实验教学中的应用 2、液晶投影机的应用 3、实物投影仪的应用 4、扫描仪的使用 5、多媒体制作技术简介 三、课堂讨论选题 1、关于多媒体制作技术的讨论。 第六章物理实验室的建设和管理 一、学习目的要求 正确认识实验室建设和管理的意义，了解实验室建设和管理的内容，学会对实验室进 行有效的建设和管理。 二、主耍教学内容 1、实验室的建设 2、实验室的管理 三、课堂讨论选题 1、关于实验室管理的讨论 实验学时分配如下： 序号 实验名称 实验类型 课时 备注 1 抽气机的使用和大气压强实验的研究 基础 3 2 液体内部压强实验的研究 基础 3 3 晶体的熔化和凝固实验的研究 基础 3 4 万用示教电表的使用和电磁系列实验研究 基础 3 5 焦耳定律的演示和欧姆定律实验的研究 基础 3 光具盘的使用和几何光学实验的研究 基础 3 7 电磁打点记时器的使用及运动学实验的研 究 基础 3 P 验证机械能守恒定律的实验研究 基础 3 9 用气垫实验装置验证牛顿第二定律 基础 3 10 测定金属的电阻率 基础 3 11 闭合电路欧姆定律的实验研究 基础 3 .3-
《物理实验教学研究》课程教学大纲 12 测定电源的电动势和内阻的研究 基础 3 合计 36 一、 (实验1)抽气机的使用和大气压强实验的研究 1、实验目的要求 ()了解教学中常见的几种抽气机的构造、原理，掌握其使用方法： (2)掌握验证大气有压强的实验方法。 2、实验主要内容 ()马德堡半球实验 (2)对“瓶吞蛋”实验的研究 (3)其他验证大气压存在的实验 3、实验仪器设备 (1)两用气筒 (2)手摇抽气机 (3)旋片式真空泵 (4)马德堡半球 (⑤)广口瓶 (6)烧杯等 二、（实验2)液体内部压强实验的研究 1、实验月的耍求 ()掌握液体内部压强实验的方法： (2)研究液体内部压强实验的关键： (3)培养学生根据教学需要设计演示实验的能力。 2、实验主要内容 ()液体对容器底的压强随深度增加而增加的演示 (2)液体对容器侧壁压强随深度增加而增加的实验研究 (3)用验压器装置演示液体内部的压强 (4)“液体内部压强与深度、与液体的密度有关，而与液体所受的重力和体积无关” 的演示 3、实验仪器设备 (1)液体对侧壁压强演示器(J2141型) (2)液体内部压强实验器(J2113型) (3)微小压强计等 三、（实验3)晶体的熔化和凝固实验的研究 1、实验月的耍求 ()研究本实验成功的关键及改进方法： (2)研究该实验中如何培养学生的实验能力及指导学生做好实验的方法。 2、实验主要内容 (1)海波的熔化和凝固实验 (2)实验的研究与改进 3、实验仪器设备 (I)试管 (2)烧杯 (3)铁支架 -4-
物理学 (4)温度计两支 (5)酒精灯等 四、（实验4）万用示教电表的使用和电磁系列实验研究 1、实验月的要求 ()了解万用示教电表的基本结构和工作原理： (2)掌握动万用示教电表的使用方法： (3)研究演示电磁感应现象的方法。 2、实验主要内容 ()万用示教电表的使用 (2)电磁系列实验研究 导线切割磁感线 线框切割磁感线 通电螺线管磁性的研究 3、实验仪器设备 (1)万用示教电表(J0401型) (2U形磁铁 (3)低压电源 (4)滑动变阻器 (⑤)矩形多匝导线框 (6)电磁铁等 五、（实验5）焦耳定律的演示和欧姆定律实验的研究 1、实验月的要求 ()通过对焦耳定律演示实验几个设计事例的研究，培养学生设计实验的能力： (2)研究做好焦耳定律演示实验的方法及关键： (3)掌握欧姆定律的演示方法。 2、实验主要内容 (1)焦耳定律演示的研究 (2)欧姆定律实验的研究 3、实验仪器设备 (1)演示电表 (2)滑动变阻器 (3)低压电源 (4)记时表 (5)电阻 (6)电阻丝等 六、（实验6）光具盘的使用和几何光学实验的研究 1、实验月的耍求 ()掌握显示光路的方法： (2)研究光的反射、折射和透镜成像的演示教学 (3)研究光的色散的演示实验 2、实验主要内容 (1)演示光的反射和折射现象 (2)演示透镜对光的会聚和发散作用 (3)演示凸透镜成像的光路 (4)研究凸透镜的成像规律 .5-
《物理实验教学研究》课程教学大纲 (⑤)演示光的色散现象 3、实验仪器设备 (1)光具盘 (2)光源 (3)棱镜 (4)水槽 (5)滤色玻璃等 七、（实验7）电磁打点记时器的使用及运动学实验的研究 1、实验月的要求 (1)了解电磁打点记时器的构造和使用方法： (2)学会检查及调整电磁打点记时器的方法： (3)掌握从电磁打点记时器的纸带记录得出实验数据的方法： (4)学会利用电磁打点记时器判断物体是否做匀变速直线运动： (⑤)掌握使用电磁打点记时器测定匀变速直线运动的加速度的方法。 2、实验主要内容 (1)练习使用电磁打点记时器 (2)实验研究 利用电磁打点记时器判断物体是否做匀变速直线运动 使用电磁打点记时器测定匀变速直线运动的加速度 (3)电磁打点记时器打点周期等时性的检验与调整 3、实验仪器设备 (1)电磁打点记时器 (2)纸带 (3)复写纸片 (4)低压交流电源 (⑤)毫米刻度尺 (6)小车等 八、（实验8）验证机械能守恒定律的实验研究 1、实验月的要求 (1)学会利用打点记吋器验证机械能守恒定律： (2)掌握从电磁打点记时器的纸带记录得出实验数据的方法。 2、实验主要内容 ()调试接收机的电路特性，实现接收机的正常接收。 (2)用接收机接收发射机信号，并观察接收机的各点波形。 3、实验仪器设备 ()电磁打点记时器 (2)纸带 (3)低压交流电源 (4)刻度尺 (5)铁架台 (6)导线 九、（实验9）用气垫实验装置验证牛顿第二定律 1、实验目的要求 ()掌握气垫实验装置和光点数字记时器的性能及使用方法： (2)研究做好验证牛顿第二定律实验的关键。 -6-
物理学 2、实验主要内容 (I)调节气垫导轨呈水平 (2)验证牛顿第二定律 3、实验仪器设备 ()气垫导轨 (2)气源 (3)光点数字记时器(J0201-1型) (4)砝码 (5)天平 十、（实验10）测定金属的电阻率 1、实验月的要求 (①)掌握根据误差理论分析和确定实验方案、选择实验仪器和实验条件、进行实验设 计的方法： (2)研究如何指导中学生做好这实验。 2、实验主要内容 (I)研究“测定金属的电阻率”实验的目的和实验方案 (2)测定镍铬合金的电阻率 3、实验仪器设备 (I)镍铬丝及支架 (2)米尺 (3)螺旋测微器(J0006) (4)直流伏特计 (⑤)直流安培计 (6)电池 (7)电键 (8)便携式单双臂电桥（J0413) 十一、（实验11）闭合电路欧姆定律的实验研究 1、实验月的要求 ()了解闭合电路欧姆定律演示实验中存在的问题： (2)研究做好本实验的关键： (3)掌握进行本实验的几种方法 2、实验主要内容 ()研究闭合电路欧姆定律演示实验中存在的问题 (2)验证闭合电路欧姆定律 3、实验仪器设备 (1)可调内阻电池 (2)电压表 (3)电阻箱 (4)开关 (5)导线 (6)手持式大气筒 十二、（实验12)测定电源的电动势和内阻的研究 1、实验目的要求 ()掌握测定电源的电动势和内阻的的方法： (2)学习用图像法处理数据。 .7-
《物理实验教学研究》课程教学大纲 2、实验主要内容 (1)测定干电池的电动势和内阻 (2)用图像法处理数据 3、实验仪器设备 (1)电压表 (2)电流表 (3)滑动变阻器 (4)千电池 (5)开关 (6)导线 课外作业可根据实际情况选做课后习题的1/2左右。 【成绩考核方式】 考核采用考查方式，成绩按考勤、作业、实验报告、作实验时的表现确定。 【教材与参考书目】 指定教材：韩景春、王中元、王素霞主编《物理实验教学研究》(2006年)，银河 出版社。 参考书目： 1、安忠、刘炳升主编《中学物理实验教学研究》(1986年第1版)，高等教育出版 社 2、许国梁主编《中学物理教学法》。(1981年第1版)，高等教育出版社 【有关说明（教学建议）】 1、本课程属于应用型课程，课程中的理论部分应该注意掌握以够用为度。 2、本课程教学的重点放在：如何使学生能尽快地掌握初中和高中若干典型实验的目 的、原理、内容、步骤和数据处理，如何给中学生成功的进行演示实验，如何指导好中 学生的分组实验。 3、努力利用多媒体等现代化教学手段，在较短的学时内，有效的完成该课程的教学 计划和要求，增加教学的主动性、直观性，不断提高教学效果和质量。 8-