光电效应实验报告汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇光电效应实验报告范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

篇（1）

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1006－9682（2011）01－0099－02

一、引 言

光电效应是物理学史上一个著名的物理实验，1905年，年仅26岁的爱因斯坦提出光量子假说，发表了在物理学发展史上具有里程碑意义的光电效应理论，10年后物理学家密里根用以精确的光电效应实验证实了爱因斯坦的光电效应方程，并测定了普朗克常数。两位物理大师都因光电效应等方面的杰出贡献分别于1921年和1923年获得诺贝尔物理学奖。光电效应实验及其光量子理论的解释在量子理论的确立与发展上、在解释光的波粒二象性等方面都具有划时代的深远意义。利用光电效应制成的光电器件，如光电管、光电池、光电倍增管等，已成为生产和科研中不可缺少的器件，在科学技术中得到广泛的应用，且至今还在不断开辟新的应用领域，具有广阔的应用前景。大学物理实验中开设光电效应实验的目的是为了让学生了解光电效应基本规律，并学会用光电效应方法测量普朗克常量和测定光电管的光电特性曲线。利用仿真实验的优势，通过教师的生动讲解，可以拓展学生在新知识方面的视野，拓宽对学生能力的培养的途径，学生在电脑仿真实验平台上完成实验，可以收到先进、快捷、直观、灵活、安全、经济的理想效果。

二、实验原理

当用合适频率的光照射在某些金属表面上时，会有电子从金属表面逸出，这种现象叫做光电效应，从金属表面逸出的电子叫光电子。光电效应的实质是当光子和电子相碰撞时，光子把全部能量传递给电子，电子所获得的能量，一部分用来克服金属表面对它的约束，其余的能量则成为该光电子逸出金属表面后的动能。在光电效应中，光显示出它的粒子性质，所以这种现象对认识光的本性具有极其重要的意义。爱因斯坦利用光子假说做了清晰的说明，并提出了爱因斯坦光电效应方程，即：

hυ＝Ws＋ mv2 （1）

式中，υ为入射光的频率，m为电子的质量，ν为光电子逸出金属表面的初速度，Ws为被光线照射的金属材料的逸出功。光电效应实验原理如图1所示，其中S为真空光电管，K为阴极，A为阳极。当无光照射阴极时，由于阳极与阴极是断路，所以检流计G中无电流流过，当一束合适频率的单色光照射到阴极K 上时，形成光电流，光电流随加速电位差U变化的伏安特性曲线

如图2所示。由方程（1）可知， mν2为从金属逸出的光电子

的最大初动能，这表明即使光电管的两端不加电压，也会有光电子到达阳极A形成光电流，这从图2中可以明显的看出，随着光电管两端所加上的反电压UAK＜0不断增加，检流计G中测量到的电流值会下降，当电压增加到一定程度，所有的光电子都不能到达阳极，此时光电流为零，那么刚好使光电流为零的反向电压的绝对值就是截止电压，即图2中的U0。

图1 光电效应实验原理图 图2 光电管的伏安特性曲线图

在截止电压下，eUs＝ mν 2代入方程（1），整理后可得：

Us＝k（v－v0） （2）

其中k＝h/e，e为电子电荷，h即普朗克常量。式（2）表明，只要测量出不同入射光频率下的截止电压，如果这些数据点是在同一条直线上，则证明了爱因斯坦光电方程是成立的。如图3所示，对同一光电管v0也是常量，实验中测量不同频率下的截止频率Us，做出Us－v曲线。在（2）式得到满足的条件下，这是一条直线，由斜率k＝

可以求出普朗克常数h。由直线上的截距可以求出溢出功Ws，

由直线在v轴上的截距可以求出截止频率（红限频率）v0。

三、实验内容

光电效应电脑仿真实验包括以下内容：①连接光电管正向、反向电路图，线路连接成功后需要对电路中的检流计调零；②通过调节单色仪，分别选出汞光源的4条谱线进行实验；③采集光电管正向、反向电流、电压数据；④在各频率入射光下的反向伏安特性曲线上读取截止电压值并记录在实验报告上；⑤要求学生通过作图法，计算普朗克常量，光电管阴极材料的红限频率V0及溢出功WS。图4是光电效应电脑仿真实验平台，学生在开始实验前先要通过鼠标点击平台上的光学及电学仪器了解其名称及作用，并将实验中所用到的仪器填写在实验报告上。

在仿真实验过程中学生往往会忽视实验操作的安全性问题，应提醒学生注意。例如：当记录完一组实验数据，电源总开关应该断开。实验中还有很多细节，学生也容易忘记，如：采集光电管正向、反向数据前先要将检流计的量程分别调节到×0.1档和×1，如果检流计的量程在×0.1档时采集光电管反向数据，就无法从光电管反向伏安特性曲线图上读出截止电压，实验需重做。在采集数据时还应注意各数据点分布的均匀性，我们要求学生先粗调滑线变阻器，找到合适的电压范围，再在这个范围对数据点进行合理布局。

四、实验结果

图5是通过仿真实验获得的光电管正向和反向伏安特性曲线，在照射光的强度一定的情况下，光电管中的电流I与光电管两端的电压UAK之间存在着一定的关系。

学生需要从不同入射光波长下的反向伏安特性曲线图中找到截止电压，在这个环节中学生往往找不准截止电压。有的学生会将曲线与电压轴的交点处的电压值当作是截止电压，这说明他们对光电管的特性还没有了解清楚，需要教师作一定的解释，让学生知道我们在伏安特性曲线图中观察到的电流不仅仅是由阴极材料产生的光电流，还包括反向光电流、暗电流和本底电流，因此在找截止电压时应由拐点法求得，即找到电流开始明显变化的地方的电压值；还可以引导学生去考察光电管正向伏安特性曲线上饱和电流与入射光频率之间的关系，入射光强一定这个前提条件不可忽略。正确读出4种不同频率光照射下光电管的截止电压后，学生要通过作图法找到这几个数据点间的线性关系，拟和出直线的斜率，由此计算出普朗克常量、光电管阴极材料的红限频率及溢出功，最后还要分析影响实验结果的因素。

参考文献

1 洪国瑞.仿真实验在光电效应教学中的应用［J］.技术物理教学，2006（2）：30～31

篇（2）

1.试验目的。(这个大学物理试验书上抄，哪个试验就抄哪个)。

2。实验仪器。照着书上抄。

3.重要物理量和公式：把书上的公式抄了：一般情况下是抄结论性的公式。再对这个公式上的物理量进行分析，说明这些物理量都是什么东东。这是没有充分预习的做法，如果你充分地看懂了要做的试验，你就把整个试验里涉及的物理量写上，再分析。

4.试验内容和步骤。抄书上。差不多抄半面多就可以了。

5.试验数据。做完试验后的记录。这些数据最好用三线图画。注意标上表号和表名。EG：表1.紫铜环内外径和高的试验数据。

6.试验现象.随便写点。

试验报告：

1.试验目的。方法同上。

2.试验原理。把书上的归纳一下，抄!差不多半面纸。在原理的后面把试验仪器写上。

3。试验数据及其处理。书上有模板。照着做。一般情况是求平均值，标准偏差那些。书上有。注意：小数点的位数一定要正确。

4.试验结果：把上面处理好的数据处理的结果写出来。

5.讨论。如果那个试验的后面有思考题就把思考提回答了。如果没有就自己想，写点总结性的话。或者书上抄一两句比较具有代表性的句子。

实验报告大部分是抄的。建议你找你们学长学姐借他们当年的实验报告。还有，如果试验数据不好，就自己捏造。尤其是看到坏值，什么都别想，直接当没有那个数据过，仿着其他的数据写一个。

不知道。建议还是借学长学姐的比较好，网络上的不一定可以得高分。每个老师对报告的要求不一样，要照老师的习惯写报告。我现在还记得我第一次做迈克尔逊干涉仪实验时我虽然用心听讲，但是再我做时候却极为不顺利，因为我调节仪器时怎么也调不出干涉条纹，转动微调手轮也不怎么会用，最后调出干涉条纹了却掌握不了干涉条纹“涌出”或“陷入个数、速度与调节微调手轮的关系。测量钠光双线波长差时也出现了类似的问题，实验仪器用的非常不熟悉，这一切都给我做实验带来了极大的不方便，当我回去做实验报告的时候又发现实验的误差偏大，可庆幸的是计算还顺利。总而言之，第一个实验我做的是不成功，但是我从中总结了实验的不足之处，吸取了很大的教训。因此我从做第二个实验起，就在实验前做了大量的实验准备，比如说，上网做提前预习、认真写好预习报告弄懂实验原理等。因此我从做第二个实验起就在各个方面有了很大的进步，实验仪器的使用也熟悉多了，实验仪器的读数也更加精确了，仪器的调节也更加的符合实验的要求。就拿夫-赫实验/双光栅微振实验来说，我能够熟练调节ZKY-FH-2智能夫兰克—赫兹实验仪达到实验的目的和测得所需的实验数据，并且在实验后顺利地处理了数据和精确地画出了实验所要求的实验曲线。在实验后也做了很好的总结和个人体会，与此同时我也学会了列表法、图解法、函数表示法等实验数据处理方法，大大提高了我的实验能力和独立设计实验以及创造性地改进实验的能力等等。

篇（3）

[摘要]基于TRIZ创新方法,论文提出了一种全新的开放式创新实验室的建设方案，即学生通过前期讲座掌握RTIZ创新方法，按照创新方法实验报告模板的指引完成实验方案构思，最终得到具有创新性、新颖性及实用性的创新成果。

[

关键词 ]TRIZ；创新方法；开放式创新实验室；建设方案

1、引言

为进一步推行开放式实验教学改革，形成动态、开放、自主、多元的实验教学模式，激发学生自主创新兴趣，培养学生创造性思维能力、创新性实验能力、科学研究能力，许多高校正在开展开放式创新实验室建设工作，创新实验室的建设目标是能够找到一条既适合大面积教学需求、又适合少数有需求学生的探究性研究的有效教学实践模式。

创新思维与创新方法在创新能力培养中占有重要地位,创新思维与创新方法正在被人们认可和重视。TRIZ理论是前苏联-阿塞拜疆Azerbaijan发明家根里奇?阿奇舒勒所提出的，他从1946年开始领导数十家研究机构、大学、企业组成了TRIZ的研究团体，通过对世界高水平发明专利（累计250万件）的几十年分析研究，基于辩证唯物主义和系统论思想，提出了有关发明问题的解决理论。TRIZ理论通过对人类创新活动的高度概括，目前已经形成了一套具体求解创新问题的工具和方法。

在当前“大众创业、万众创新”的历史背景和机遇下，高等教育在培育创新精神和培养创新型人才方面肩负着特殊的使命，而在传统教育模式的基础上如何导入创新教育是一个亟待解决的问题，需要我们在教学实践中进行不断的探索。大学生创新能力与创新思维的培养可从创新认识、创新方法、创新活动流程等多方面切入，其中，创新思维是框架，创新思维到创新能力的转变至关重要。基于TRIZ创新方法,论文提出了一种全新的开放式创新实验室的建设方案，即在指导学生了解、熟悉、应用RTIZ创新思维方法思想的基础上，结合学生专业实际，依托可行性较高的溶创新方法于一体的实验报告模板，让学生在潜移默化中接受创新能力训练，通过后期的专利和论文成果的辅导使得创新成果得以凸显。

2、开放式创新实验室的特点

开放式创新实验室具有适用性、开放性、创新性的特点。适用性要求实验项目的规模至少能满足10人以上同时开展实验的要求，这是由于创新性的实验项目的开课对象一般为具有一定专业基础的相关专业大面积本科生，实验项目本身也包含面广量大的学科基础实验课和专业基础实验课；开放性要求实验项目在现有实验室条件下或通过建设后能够真正开出，满足开放性实验教学要求，在实验时间、实验空间、实验资源和实验室管理等方面实现开放，学生在教师指导下，自主设计实验方案、开展探索研究、进行数据分析处理和撰写实验报告，注重实验过程评价而不是实验结果的评价；创新性要求实验项目的选题应尽可能反映学科前沿课题或社会生活中有待解决的问题，从最新的科研成果或教改成果中凝练出实验项目，体现实验内容自主性、实验结果未知性、实验方法和手段的探索性，注重启发学生创新思维，培养学生自主研究学习能力。

3、开放式创新实验室建设方案

鉴于开放式创新实验室的上述特点，从TRIZ创新方法应用的角度出发，我们提出了一条基于TRIZ创新方法的开放式创新实验室建设方案。开放式创新实验室的开课模式主要分选课、上课、提交报告、评定成绩四个阶段，下面分别进行说明。

选课阶段，针对我校每学期2500名左右选修实验课程的本科生，给出250名左右的创新实验选课名额，遴选出对创新有兴趣的同学。

上课阶段，首先通过两次课堂讲座形式对2 5 0名选课同学进行TRIZ创新方法及创新思维的培训以及专利相关知识的辅导，然后分发创新实验报告模板，让学生按每10人一组自行分组，并确定每组进入实验室确切时间；在实验课堂上，实验室提供多个与本校专业密切相关的课题供学生自行选择，每个课题又可以衍生出若干子课题，例如我们实验室的“空气阻力系数测定”项目是在南京千韵公司的QY-KZIA空气阻力系数测定实验仪的基础上建立起来的，当一个物体与空气的气流发生相对运动时，气流会对物体产生一种阻力，这种气流对物体的阻力可简称为流阻（或风阻），对于在迎着气流方向上同样的横截面情况下，不同的形状的物体所受流阻是不相同的，这种不同形状物体所受流阻的系数就是本实验要研究的主要内容，通过本实验来研究不同形状物体的阻力系数，对水文、流体力学、建筑设计、航空和汽车设计、高速列车设计等与气流速度密切相关的行业都有很现实的意义，每位同学可以根据自己的专业与兴趣，选择一个问题，应用TRIZ方法，按照实验报告模板的指引，完成自己的创新研究。

提交报告阶段，按照实验报告模板的要求，提交问题解决过程及最终优化方案，教师分析方案创新性、新颖性及实用性，择优推荐申请专利或发表在实验室内部刊物《创新方案》上。

评定成绩阶段，创新实验最终成绩由参加两次讲座及实验过程及方案综合评定，提交完整问题解决方案并公开发表者，实验成绩为优，并优先推荐参加校级物理创新竞赛。

4、总结

论文从TRIZ方法应用的角度出发，结合高校教学现状与需求，提出了一套具体翔实并具有适用性的开放式创新实验室建设方案，可供教学改革与TRIZ应用研究者借鉴与应用。

参考文献

[1]卢艳军.大学生创新实验室运行管理模式的研究[J].实验技术与管理,2014,(12).

[2]齐二石.创新实验室模式下高校管理创新型人才培养研究[J].天津科技,2014,(9).

[3]田裕康,罗维平.创新实验室自主管理和自主学习模式探析[J].实验技术与管理，2012,(2).

[4]郝卫东,李静,唐亮.开放性机器人创新实验室建设研究[J].高教论坛,2009,(9).

[5]张开骁,张佳妮,应海华,雷撼,张凯.TRIZ创新理论在光电效应实验仪改进中的应用[J].科技创新导报,2015,(1).

[ 6 ] 覃方.技术创新方法T R I Z的推广应用研究.广东省社会科学院,2014,(5).

[7]周贤永.基于TRIZ和可拓学的技术创新理论与方法研究.西南交通大学,2012

[8]彭慧娟,成思源,李苏洋,向孟群.TRIZ的理论体系研究综述[J].机械设计与制造,2013,(10).

[9]吴魏霞.大学物理实验分组式讨论教学方法的探讨[J].实验室科学,2014,(3).

篇（4）

作者简介：闫俊红（1978-），女，内蒙古包头人，内蒙古科技大学信息工程学院，讲师；李文涛（1963-），女，内蒙古包头人，内蒙古科技大学信息工程学院，教授。（内蒙古 包头 014010）

基金项目：本文系内蒙古科技大学教改项目（项目编号：JY2011021）的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）04-0056-02

一、“光电检测技术”课程教学现状

光电检测技术在科学技术的发展史上占有重要的地位，“光电检测技术”的教学和研究也越来越得到国内外高等院校和科研机构的重视。目前国内开设“光电检测技术”课程的高等院校达50多所，专业覆盖了测控技术与仪器、光电信息工程、光信息科学与技术、电子信息工程、通信工程、应用物理、探测制导与控制、生物医学工程等。[1-3]

内蒙古科技大学（以下简称“我校”）测控技术与仪器专业充分结合教育教学背景及教学资源，以培养宽口径、综合实践型人才为目标，以光机电算一体化为主体，以光电为特色，开设了“光电检测技术”课程，对于培养具有创新能力的综合实践型人才具有良好的促进作用。该课程衔接了“工程光学基础”、“单片机原理及应用”、“智能仪器”等，不仅能够使学生了解光电领域新技术的发展和应用，更有利于培养学生的综合实践能力和创新能力，拓宽测控技术与仪器专业的就业口径。“光电检测技术”课程具有内容多、应用性强、发展快等特点。如何通过课程教学与实践，使学生熟练掌握各种光电检测系统的设计，提高学生的综合实践能力，各高校测控技术与仪器专业都做了很多探索。[4，5]本文根据自身的教学实践和对我校测控技术与仪器专业的教学开展情况，结合我校的培养目标对“光电检测技术”课程的理论教学与实践教学做出了改革探索，提高课程的教学质量。

二、“光电检测技术”课程改革思路

“光电检测技术”课程是我校测控技术与仪器专业一门重要的专业基础课。该课程内容丰富、实践性较强，着重培养学生计算机应用、测量与自动控制、智能仪器设计等领域的综合实践能力。根据培养目标和专业设置的变化，我校“光电检测技术”课程经历了几次改革。第一，为适应光电检测技术的蓬勃发展和学生就业的需要，开设了本课程，共50学时，包含了光电子和光电检测两部分，课程的内容主要是光电传感、检测原理及光电检测系统等几部分。第二，由于测控技术与仪器专业培养目标及培养方案的调整，为满足我校学生的就业需求，将该课程的教学内容及教学学时数进行了改革，内容上着重光电检测及光电检测系统的设计，学时更改为32学时。第三，为突出本校的办学特色及教育教学优势，在教学过程中不仅注重基础理论的讲授，更注重对学生综合实践能力的培养，对“光电检测技术”课程教学环节及实践环节进行改革，以培养工程实践型人才为目标，充分培养学生创新思维和综合实践能力，满足社会对高层次检测技术人才的需要。

三、“光电检测技术”课程教学改革实践

1.教学内容改革

由于开设“光电检测技术”课程专业的多样性，应根据各个专业的培养要求合理选择教学内容。结合我校测控技术与仪器专业的培养目标，对“光电检测技术”课程的教学内容进行了改革，目的在于使学生通过课程的学习，既了解光电检测技术的发展前景、光电器件的工作原理及光电检测的基本方法，又能对光电检测系统的设计有整体的把握，达到课程的教学目的。具体改革方案如下：

（1）注重基础，突出重点难点，合理安排教学内容。目前“光电检测技术”教材内容各有优缺点，有些教材较注重基础理论、基本原理，而对光电检测系统设计的内容介绍较少；有些教材兼顾理论教学与实践教学，但对于光电检测领域新技术、新发展的介绍较少，使教材内容落后于光电产业的发展；有些英文教材在光电检测技术新发展方面的编写较为突出，但对光电检测技术及光电检测系统的整体性上把握较差，且与教学大纲不符。因此必须结合本专业需求，合理选择“光电检测技术”课程教材内容，做到基础知识重点讲授，难点重点精讲细讲。例如光电检测器件是光电检测技术的重要内容，在教学中着重讲解光电器件的工作原理、结构、性能参数及应用范例，而对于光电检测器件的偏置电路、前置放大电路、匹配滤波等前期课程中已经涉及的内容进行略讲。光电探测器分为光电效应型和热电效应型，由于热电器件在“热工测量仪表”课程中为重要学习内容，在本课程的教学中将热电器件一章改为自学。而涉及计算机接口等内容由于在“单片机原理及应用”中详细讲解，在本门课程中将其删去。

（2）结合测控技术与仪器专业的培养目标及专业设置，补充反映专业特色的内容。结合我校冶金背景、测控技术与仪器专业的培养目标及学生的就业需求，加强本课程与其他专业课程的衔接，对光电检测的新理论、新技术、新应用和新成果进行了补充。例如在光电检测方法的讲解过程中以智能机器人定位技术为例介绍光电器件的应用，激发学生自主学习的动力。在讲解光电位置传感器时，以光电位置传感器用于智能汽车防追尾系统为具体案例，启发学生认真思考，激发学生的学习兴趣。在讲解激光器、光电耦合器件CCD的过程中，结合器件的应用背景，把器件最新的制作工艺、应用前景介绍给学生，并将光电耦合器件CCD的成像原理与手机采用CMOS的成像原理进行对比，激发学生的学习兴趣。根据学生的就业需求，在课程的教授过程中补充与冶金企业生产过程密切相关的光电检测系统。例如基于CCD的锅炉燃烧控制系统，以光电耦合器件CCD获取锅炉内部燃烧图像，用图像信息确定炉膛内部的温度分布，确定锅炉内部燃烧机理，及时有效控制锅炉燃烧效率，达到锅炉温度控制目标。结合科研课题“基于CCD的比色测温研究”，将CCD的应用领域进行拓展，使学生系统全面地掌握光电系统的设计，培养学生的工程实践能力。

（3）立足培养综合实践型人才，加强光电检测实践教学环节。实践教学有利于培养学生的综合实践能力和创新精神，该教学环节学时有限，如何在有限的学时内完成预期的目标，必须对基础验证型实验、综合型实验及创新型实验的比例作出调整。光电检测实践教学以我校光电检测实验室为基础，秋实科技创新实验室为媒介，构建实用型光电检测实验教学平台。在具体实践教学中，采用基于项目设计的实验教学方法，合理保证基础验证型实验，并结合集中演示的方式进行教学，提高综合型及创新型实验的比例。我校光电检测实验室的主要实验设备有CSY-2000型光电检测实验台，包含光电传感器模块、信号采集模块、信号处理及自动控制模块等。在实验室内不仅可以完成光电探测用光源、光电探测器原理及特性等验证性实验，还可以根据具体的对象搭建实用的光电检测系统。秋实电子实验室致力于鼓励大学生完成科技创新活动，在光电检测实验平台的基础上，结合秋实电子实验室现有设备，可以完成综合设计型实验，例如智能机器人视觉系统、智能小车竞速系统、智能小车防追尾系统等设计，帮助学生在完成“光电检测技术”基础知识、系统理论学习的同时，提高学生的实践动手能力，使学生通过实践环节的学习，达到培养工程实践型人才的目标，并结合科研课题增设创新型实验，以具体的科研项目拓展实验教学内容，及时反映光电检测的最新发展情况，培养学生的科研创新能力。

2.教学方法改革

“光电检测技术”是一门多学科交叉科学，如何提高教学质量、提升教学效果，使学生既能有效地掌握基础理论、基本方法，又能灵活运用基本原理。传统的以课堂教学为主、实验教学为辅的教学模式必须进行改革。

（1）有效地将课堂教学、实践教学相结合，引入多元化教学方式，增强教学效果。如讲解光电效应的过程中，采用图文并茂的多媒体课件形式，制作动画效果，将涉及半导体理论的抽象原理直观形象地演示出来，并以日常生活中光电探测器的应用为实例，激发学生的学习兴趣，拓展学生的视野。在讲授光电器件的性能参数过程中，量子转化效率、光电响应度、光谱响应范围、光电响应时间等性能参数均为抽象的物理参数，而光电器件的性能参数又是光电检测系统设计的关键，在讲授中以光电检测系统中光电器件性能参数变化对系统测量结果产生的影响为例进行讲解，以直观的数据将抽象的物理参数简单化。

（2）充分发挥学生的主观能动性，提高学习效果。在课堂教学过程中，充分发挥学生的学习积极性，加强学生与教师的互动，活跃课堂气氛，提高学生的学习效果。如绪论部分引入光电产业的发展前景，以日常生活中的小故事为例，引出光电产业的背景及发展趋势；以创新型实验为例，鼓励学生根据日常生活中的测量参数设计光电检测系统，发挥学生的主观能动性，培养学生的综合实践能力。

（3）改变考核手段，注重培养学生的综合能力。课程考核是评价课程教学质量的重要手段，传统的考核方式均采用卷面形式，具有一定的局限性。本课程采用卷面考核成绩、课堂提问、综合设计作业成绩相结合的考核方式。其中课堂提问成绩根据课堂提问结果给出，及时考查学生对所学知识的掌握程度。综合设计作业成绩以学生所完成的综合型创新型实验报告书给出，全面考查学生的综合能力。将三部分成绩结合起来，合理反映学生对于本门课程的学习情况。实践表明这种方式极大地调动了学生的学习积极性，取得了良好的效果。

四、结论

结合我校测控技术与仪器专业的培养目标及学生的就业情况，对“光电检测技术”课程教学进行改革，首先对课程教学内容体系进行了优化，接着采用项目教学法对原有实践教学环节进行改革，加大综合型创新型实验的比例，最后对教学方法进行改革，以有效的教学方式达到预期的教学效果。实践结果表明，课程内容体系改革、实践教学改革和教学方法改革提高了本课程的教学效果和人才培养质量。

参考文献：

[1]罗先河，等.光电检测技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，

1994.

[2]雷玉堂.光电检测技术[M].第2版.北京：中国计量出版社，2009.

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［中图分类号］G642.0［文献标识码］A［文章编号］2095-3437（2014）06-0111-02

大学物理实验在物理教学中担当着十分重要的角色。实验和理论是相辅相成，互为依赖，共同缔造着物理王国。大学物理实验是学生进入大学后，接受系统的实验思想和实验技能训练的一门实验课，是实践教学的重要部分。因此，我们要重视对学生科学实验素质的培养，包括独立思考能力、独立操作能力、团队协作能力以及探索未知事物的能力等。为了使学生能够掌握一定的系统的物理基础知识、基本方法和基本技能，培养学生严肃的科学态度，严谨的科学作风和严格的科学方法，适应高素质、强能力、创新性、创业型的高级专门人才培养的战略要求,这就要求我们在物理实验教学上必须进行改革。

一、物理实验教学的现状

（一）教学模式

对于大学物理实验课的讲授教学模式单一，教学形式不够灵活。每个实验室安排一个实验，每个实验由一个至两个教师讲授。通常教师会把实验目的、实验原理、实验仪器、实验步骤，测量数据表格及注意事项提前板书在黑板上，在学生上课时逐一讲解。整个过程显然是教师占主导地位，学生只是在被动地、机械性地重复教师的讲课内容。在这样的教学模式下，学生不需要思考，只要按照实验步骤就能完成基本要求。这样的模式不仅束缚了学生独立思考的空间，忽略了学生在认知过程中的主观能动性，而且更大程度上限制了对当代大学生创造性思维和创新能力的培养。

（二）考核制度

大学物理实验作为考查课，考核制度落后。就目前状况而言，考核内容主要从预习报告、实验数据记录表和实验报告三方面考核，给出实验成绩。预习报告的内容实验教材上都有，从学生交来的预习报告来看，有些学生只是简单的重复抄写，缺乏对实验内容的思考，更无法达到设计一个实验，完成一个实验的水平。在进行实验操作时，虽然学生都是两人一组，但是做的是同一个实验，因此，测量的结果出入不大。这就使那些对实验重视程度不够的学生有机可乘，把别人的数据结果据为己用，完成实验数据记录表。实验报告通常是实验完成后，下一节课才交的，从而就会出现个别学生抄袭实验报告的想象。最终实验成绩的考核往往以交来的实验报告为主，也就缺乏了考核的公平、公正性，无法调动学生探索自然科学的积极性，这些弊端亟待调整。

二、实验教学改革实践

（一）教学方法改革

现代教学观是把学生创新能力的培养放在首位，教师的主要作用是教学的设计者、组织者、帮助者及品德的示范者。首先，教师要转变教育观念，要破除“学科中心”与“教师中心”的教学理念，从传统的接受性学习的学习方式转移到学生自主学习、合作学习、探究学习相结合的学习方式上来。不能让实验成为只是传授知识的工具。要变教师演示实验为学生演示实验，即在教师的指导下，学生演示实验，这样有利于学生积极参与课堂活动，有利于学生的主体性和积极性的发挥。

另外，普通物理实验是大一、大二学生的必修课，他们刚从中学时代步入大学阶段，学生的学习观念也没有转变，他们还习惯以老师为中心，缺乏对问题的思考、探究。如进入实验室，老师就应该把实验目的、实验原理、实验仪器、实验步骤等，甚至还需要老师手把手地教。基于此，老师就应该主动地去引导学生自主学习，指导学生如何提出问题，分析问题、解决问题。教师给出“问题”，让学生从“问题”出发，设计出这节课的实验要求，实验器材、实验步骤、数据测量与分析，最后得到结论。激发学生的实验兴趣，培养良好的、严谨的科学实验作风。

其次，随着计算机与信息技术的迅速发展，物理实验方法也不断地渗透到其他各个学科和应用领域。在物理实验中引入计算机模拟与仿真实验已成为现代化教学中不可或缺的一种手段。利用多媒体技术，可以对实验原理和实验过程进行生动形象的模拟仿真，声音、图像、动画、文字有机地组合在一起，增强课堂效果，激发学生的学习兴趣，调动学生做实验的积极性和主动性。

（二）教学内容改革

为了培养学生的科学思维能力、综合应用能力以及实践创新能力，适应新时代专业人才的需要，根据学校教学目的和要求，可以把大学物理实验建设成真正意义上的开放性实验室。打破以往固定的教学模式。即本学期实验都在网上开放，学生根据自己兴趣爱好、学科要求自由选择实验时间、实验教师、实验项目。目前，我校正在实施，效果颇为满意。不仅提高了学生学习的积极性，还带动了一批学生自发地进行科研创作，使得学生能够从单纯的学习型人才向学习创新型人才转变，真正体现出“人本”化的教学理念。

另外，在教学内容上，整个大学阶段的物理实验由三大模块组成：基础型实验、提高型实验、设计型实验。

1. 基础型实验

为了使学生对基本仪器仪表的构造特点、规格性能、读数原理、使用方法以及日常维护有一个清晰的了解，在实验当中能够恰当地选择使用，开设了包括力学、电学、热学、电磁学在内的基础性实验。如：力学基本测量、电学基本测量、分光计的调整、迈克尔逊干涉仪、示波器的使用等实验。使学生在掌握了基本仪器使用的同时，学会正确处理实验数据，正确分析实验中的各类引入误差。

2.提高型实验

提高型实验是在传统实验教学的基础上开设的，有些实验利用计算机控制模拟，不仅可以锻炼学生的实际操作能力、研究动手能力，又体现出专业知识的新颖性和实用性。如：氢光谱测定实验、光电效应实验、CCD图像处理实验、激光拉曼光谱实验、夫兰克-赫兹实验等，实验内容丰富、力求能够反映物理学理论的研究成果、最新进展及其应用。在此基础上，还开设核磁共振谱（NMR）实验了解核磁共振的基本原理和氢谱的测定方法，掌握简单核磁共振氢谱谱图的解析技能；利用电子衍射仪进行真空镀膜，验证粒子的波粒二象性；扫描隧道显微镜（STM）的使用观察物质表面形态，了解物质的微观结构；光镊实验研究光的力学效应等等。这些实验相比基础性实验而言具有一定难度，操作起来也较为复杂性，但是应用广泛且实用性强，通常学生都非常感兴趣，完成的质量也比较高。通过做实验能够切实体会到现代物理学理论的奥妙，领悟实验设计的思想，将理论和实践紧密结合起来，有效地拓宽了学生的知识面，激发了学生的求知欲，提高了学生科学研究的能力。

3. 设计性试验

设计性实验着重培养学生的实验设计能力，是在学生具备一定综合能力的基础上，通过教师拟定题目或者学生自拟题目，实验中心提供场地和仪器，内容要求来源于生产实际，具有一定的先进性和技巧性，能够解决生活中的实际问题，给学生提供一个设计平台，使学生的潜能得以开发。如：我们开设的谐振频率测量、全息照相实验，在教师的指导下从实验的设计、实验器材的选取、实验步骤的安排、实验数据的测量及数据处理与分析，学生都能够亲自完成。通过设计性实验充分锻炼了学生的动手能力和思考能力。

（三）试验考核标准

为了能够全面科学地考核与评定学生的综合实验能力，考核学生科学严谨、实事求是的科研作风，建议将学生的实验成绩评定分为平时成绩和实验成绩两部分。对于平时成绩的考核可参考：出勤、预习报告、上课回答问题情况、实际解决问题情况， 对实验实际操作情况，数据测量情况，代课教师根据以上标准给出平时成绩。实验成绩的评定可以根据原始数据记录表、实验报告给出。即在学生完成实验后，教师要检查每组的原始数据记录表，并随机提问，在撰写的实验报告上给出实验成绩。平时成绩占总成绩的40%，考试成绩占总成绩的60%，实验不及格的学生要重修、补考。

实验成绩评定的科学化、合理化、准确化，可以很好地激发学生上课的积极性和主动性，自觉遵守实验课纪律，有效减少、杜绝不预习实验，不认真做实验，伪造实验数据、抄袭实验报告的现象。

三、结论

当代前沿的物理实验常常是一项综合性的巨大工程，培养学生优秀的科学创新品质，提高学生自身的综合素质，使学生的创造潜能充分得到发挥尤为重要。大学物理实验是在校大学生接触科学实验研究的第一步，正确引导，建立科学的、规范的、制度化的实验室管理是一项长期的工作，在实验教学中，还有许多新的规律、模式等待着我们去探索、研究。

［参考文献］

篇（6）

基金项目 湖北工业大学2012年教学改革研究项目 （项目号2012016）

[中图分类号]G642.423 [文献标识码]B

1 引言

《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006 -2020 年）》中明确提出：到2020年我国进入创新型国家行列，努力走出一条有中国特色的自主创新之路。当代大学生作为一个特殊的社会群体，其科学素养的水平对于科学技术的发展以及科学技术知识的传播的影响不言而喻.

2“问题式”教学方法的实践，凸显探究性学习新理念

武汉地区高校林立，如何突出省属高校理工科办学特色，如何在大学物理实验课程教学中培养学生的创新和实践能力，我们在探究性实验方面做了一些有益的探索和实践。

实验物理学是研究和探索客观物质世界的奥秘和规律的基础学科，因而也可以说实验物理学就是不断地发现问题、解决问题和创造问题的基础科学。为配合科学思维训练和问题式教学方法的教学改革，我们组织力量编写了《大学物理实验》（科学出版社），每个实验后面设置若干思考题，让学生带着问题进入学习 、思考问题主动学习、分析问题深化学习、解决问题总结学习、寻找问题提高学习。在物理实验教学的过程中应该有意识地引导学生主动去探索、去观察、去发现科学问题，教会学生掌握分析与解决“科学问题”的思维方式和实验方法，启发学生从解决“老问题”的过程中，发掘更具“科学价值的新问题”。例如：在测量金属杨氏模量实验中主要涉及到光放大原理，我们引导学生去思考汤姆孙是如何发现这一原理的。原来汤姆孙在领导敷设世界上第一条跨越大西洋的海底电缆时遇到一个难题：电缆终端的电信号太弱，以致电报机无法接收。有一次他和同伴乘船外出游玩时，好友开玩笑似的用镜子将阳光反射到船舱下面的汤姆孙的脸上，并不停的晃动镜子，细心的汤姆孙发现，镜子只要转动一小点，而远处的光斑却会移动一段较大的距离，这一偶然发现让汤姆孙认识到这就是一种放大。根据这一原理，汤姆孙很快就发明了镜式电流计电报机，使长途电缆通信最终得到了实现。我们在实验中设置这样一个问题：光杠杆测量金属伸长量时，改变哪些量可增加光杠杆的放大倍数。学生做完实验后，提出了不同的设计方案，尽管有些设计比较简单和幼稚，但说明他们不是简单的重复实验，而是运用逻辑思维去分析问题、提出问题并试图去解决问题了。又如：成千上万个苹果从树上掉了下来，为什么只有牛顿一个人发现了万有引力定律？人们常常觉得这个就是牛顿的机遇，但他们却忘了，在苹果掉下来之前，牛顿已经在为重力问题做了许多的研究，进行了无数富有成效的探索。

3 利用网络和信息化平台，实现探究性实验新途径。

实验课程建设的关键是实验教学平台，2009年秋季我们研制了《大学物理实验》网络预约系统和信息化教学管理系统，极大了提高了实验教学管理水平，系统中设计了物理实验中心介绍、实验导引、实验原理、实验视频录像、虚拟实验以及问题解答等部分。为了让学生深刻理解物理思想，在实验种类和实验技术手段上，既有真实的实验又有虚拟实验、虚实结合实验。还设置了开放性实验室，把一些近代物理实验以及趣味物理实验放置其中，学生可以根据学科特点和自身兴趣在网上选择实验项目、上课时间和地点，不同院系、不同专业的学生可以同一时间实验，打破多年来一个年级同一张课表的作法，每人都有自己的课表，，激发了学生的主动学习的热情，提高了实验教学水平。利用教学网站学生和教师可以在BBS上进行课前的咨询和课后的交流与讨论，将教学过程延伸到课外，实施互动式教学模式，使学生在遇到问题或有新的想法可以及时和教师沟通，得到及时的指导。网络和信息化平台的建设，为学生进行探究性实验提供了新途径。

4 多元化的教学手段，实现探究性实验个性化教育模式

科技进步对教育提出越来越高的要求，对人才的创新思维和实践能力的培养是一种趋向个性化的教育。2008年秋季我校实验中心组织力量研制了虚拟实验系统，包含光电效应实验、薄透镜焦距测量实验等20多套虚拟实验，为物理实验教学改革提供了有力辅助工具，同时克服了实验教学长期受到课堂、课时限制的困扰，使实验教学内容在时间和空间上得到延伸。实验中心每学期接待实验同学约3500人，有普招二本同学、还有独立学院同学及专科生，在教学内容上，为了满足不同专业不同层次学生的需求，在实验课程的设计和安排上既有基础性实验、综合性实验，又有近代物理实验和设计性实验，教师的重点是引导学生主动观察物理实验现象、规律与效应，学习如何去发现问题和主动提出问题、学习运用学过的知识去分析和解决问题，得到科学的结论。因为实验的同学层次不同，教师明确三个层次的教学定位：第一层次就是注重基本实验技能培养，学习基本物理量的测量技术方法以及正确的实验数据记录、分析处理、实验结果的准确描述和规范实验报告；第二层次侧重突出学生实践能力的培养，在突出“三基”训练（即物理实验的基本思想、基本方法和技术、基本仪器的使用）的基础上，增加实验的综合性、设计性和应用性，增加近代物理的实验内容，增加与现代科技、工程设计及与社会应用密切相关的内容，增强学生实践动手能力；第三层次采取引导式指导方法，即目标引导，问题引导，扩展思维引导，培养学生的团队意识、讨论问题和协商解决问题的态度，互相帮助、互相照应的协作精神，培养学生的综合分析和科技创新能力。不同层级的学生教学定位有所区别，为了评价学生的综合素质，在实验考核方法上采用多样化，既有实验预习成绩、实验操作成绩、实验报告成绩，又有实验小论文成绩、实验小改进成绩，还有参加各类组织的实验竞赛成绩，充分体现学生创新能力及实践能力。

5 结论 多年的探究型实践教学，让我们深刻认识到，大学物理实验课虽然是基础实验课，但它是大学生进入大学后第一门实验课程，对于同学们锻炼实验技能、培养严谨求实的科学态度、提升大学生创新和实践能力具有不可替代的作用。

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中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）08（c）-0173-02

在科技高度发展的今天，科技创新是提高社会生产力的必由之路，而人才是科技创新的前提。高校作为培养人才的摇篮，为了适应新时期对创新型人才的需求，教学培养模式已经发生了变化，由原来的以理论为主的教学模式逐步转变为重视实践能力的培养。作为地方综合型大学的佳木斯大学以“明德励学，崇尚实践”为校训，从中可见学校对学生创新能力、实践能力的重视程度。目前社会对人才的综合素质提出了更高的要求，要求对能够灵活运用所学的专业知识、具有较高的应变能力以及创新能力。这就要求学生在掌握知识的同时，更具有更强的动手能力和创新能力。

实验教学是培养学生创新思维与能力的重要教学环节之一。近代物理实验在物理教学中具有特殊的地位，是一门综合性很强的实验。近代物理实验的大部分实验都选自物理学发展史上具有重要作用的著名实验，在实验技术和实验方法上都具有划时代意义[1]。该课程的相对于其他专业物理实验具有涉及的知识范围广、需要的知识深度大、应用的设备更现代化和应用背景更接近科技前沿等特点，这样的特点决定了学生在进行实验的过程中需要对近代物理学有更加全面和深入的了解，同时也可以为学生综合利用所学的物理知识和实验手段提供更多的思考、实践的机会，能够激发学生学习兴趣，培养学生学习的主动性和积极性[2，3]。所以近代物理实验教学在培养学生创新能力方面具有重要的意义。本文结合我校近代物理实验课程实际进行了探索和改革，采用不同层次的实验题目、提高对实验报告的要求、利用多媒体展示实验难点以及改革考核方式等措施，激发了学生的学习兴趣，提高了学生的动手能力及创新能力，使近代物理实验真正成为创新能力培养基地。

1 近代物理实验教学存在的弊端

实行大类招生以来，学生可以按照自己的喜好来选择专业，所以对专业教学质量的期望更高，这就对近代物理实验的教学提出了更高的要求。而且大类招生的学生在层次上有较大的差别，再用一刀切的方式进行实验教学势必会影响教学效果。在以往的近代物理实验教学过程中，多是在教师安排好的进程下进行，由于教学学时有限，学生既要熟悉实验的原理，又要了解复杂的仪器设备，还要实施具体的操作，没有足够的时间去思考和疑问，只能按照教师的安排进行实验，学生思考的少，操作比较盲目，模仿的痕迹比较重[4]。另一个影响学生学习积极性的因素是实验原理的复杂性，近代物理实验多为综合性比较强的实验，实验设备集成程度较大，学生不能够获得直观的印象，对于实验原理理解不够透彻，不能深入到较深的层次上。这样的教学严重影响了学生学习的积极性和主动性，限制了他们创造力的发挥，不利于学生创新能力的培养；没有积极性的实验必然导致学生对实验过程不认真，对实验结果的不重视，抄袭实验报告现象十分普遍。这样的实验课程根本起不到培养人才的目的。此外近代物理实验的教学大多的依赖于实验设备，而大型设备的购置、保养、维修等环节复杂，周期长，很多设备的更新换代比较迟缓，有的设备由于老化而出现残缺、配件不全等问题，这些都降低了学生学习的兴趣，影响了对学生创新能力的培养。所以，在近代物理实验教学中如何改革教学模式，更新教学理念，真正实施以学生为主体、发挥学生主动性的实验教学方法，对培养学生的创新能力具有重要意义。

2 革新近代物理实验教学内容，培养学生的创新能力

2.1 按照学生要求设置不同级别的实验题目

大类招生后，学生的能力水平差别有所加大，为了兼顾各类学生的不同需要，我们将近代物理实验题目分为不同级别：必做实验、选做实验、设计性和探究性实验几个层级，每一个层次的教学要求有所差别，以适应不同层次学生的学习需求。

必做实验旨在强化学生的基本测量技能和数据处理技能，对实验思想的理解和物理方法的掌握。选择比较容易掌握和操作，同时也是物理学发展史上非常著名、具有划时代意义的实验，如光电效应、电子衍射、塞曼效应等实验题目。必做实验的数目以6个为宜。

选做实验的数量要多于必做实验，要给学生留有一定的选择空间，我们开设了20个选做实验，学生至少选择并完成10个实验题目。这些选做实验大多数为各个领域的代表性实验，有高新科技应用的实验题目，前沿科技涉及的实验题目，还有在实验思想和实验方法上创新的实验题目，如微波技术、氢原子光谱、光泵磁共振、巨磁阻效应、色度实验、高温超导、光速的测量、光谱学、现代光学技术等。这些实验融合了不同学科的知识体系，知识的难度和综合性都大大提高，而且难度程度有一定的差异，学生可以根据自己的兴趣和能力选择不同的实验题目，这样的教学方式有利于学生发挥主观能动性，对自己能力有准确的定位，以便于发挥自己最大的能力。

设计性和探究性实验题目约为8个，要求学生自主选择完成4个实验题目。这些题目主要是对现有实验进行拓展和创新，一部分是对实验室现有设备进行初步的改造，以期实现额外的功能，培养学生动手能力以及创新能力；一部分来源于教师的科研课题中的内容，让学生参与到教师的科研工作中来，体验科研的乐趣与艰辛，进行科学方法的教育；一部分针对学生在不同实验中发现的感兴趣的现象和问题进行进一步的探索；还有一部分可以利用计算机和网络资源进行数值模拟计算，使学生从理论上进一步理解物理概念和物理过程。设计性的实验包括高真空的获得和测量、全息照相、第一性原理计算，磁控溅射等题目。设计性实验的综合性比较强，既需要教师的精心设计，细心挑选，要有足够的深度和广度的把握，还要兼顾学生的水平和能力，要求学生在熟悉基本理论和操作的基础上有所延伸和扩展。学生自己设计实验方案、选择实验方法和器材、拟定实验步骤，并在实验中不断修订实验方法和步骤，对实验结果进行科学的分析。在设计性实验中可以充分培养学生思考能力、发现问题解决问题的能力以及创新能力。

2.2 提高对实验报告的要求

在以往的教学模式下，学生学习的主动性被限制，对实验没有过多的了解和认识，只是机械的接受，在这种学习状态下不可能认真对待实验报告，更有甚者直接抄袭别人的实验报告，学术作风日渐下降，而撰写实验报告过程也是了解实验、设计实验的一个重要环节。所以，提高对实验报告的要求对学生创新能力的培养也是一种途径，同时也培养学生树立严谨的学术作风。

首先要求学生按照预习、操作、总结分析三个阶段撰写实验报告，对待预习的要求不仅仅停留在上交预习报告层面上，还要求在报告中指出本次实验所用的科学方法、物理思想，督促学生对实验进行深入的思考和探究。在操作过程中，将原来教师讲解实验原理改为由学生汇报预习情况，由于通过撰写预习报告，学生对实验过程有了一定的理解和认识，再经过语言加工讲解出来更加深了学生对实验的理解，这样就将原来单纯的检查预习报告改为验收预习的效果，大大增强了学生对实验的认识和重视。强调对实验进行总结的必要性，鼓励学生对实验结果加以深入研究及拓展，积极思考，提出疑问，重视学生提出的问题，并对这些问题加以解释，同时指导学生如何通过实验来验证科学的解释，强化学生利用理论解决实际问题的能力，激发学生的想象力和创造力。

2.3 多媒体课件展示实验重点难点

由于近代物理实验原理复杂且抽象，仪器集成度高，其中的原理不容易展示，容易给学生造成感知上的障碍，影响学生学习效果。为了解决这个问题，可以根据实验的具体需要，将实验原理或仪器的工作原理制作成多媒体课件展示给学生，帮助学生深入掌握近代物理实验的物理思想和科学方法，从而能达到举一反三的教学效果。

多媒体课件的制作必须按照教学大纲的要求，突出教学的重点和难点，讲究科学性和系统性，适当加入Flas或视频元素以及图片，丰富教学内容，引起学生的学习兴趣。在制作多媒体课件的过程中，教师可以与学生一起交流讨论，共同完成，也可挑选综合素质较高的学生，组成小组，按照教师布置的任务，自己寻找素材独立制作，再由教师进行审核修改直至最后完成。在课件的制作过程中学生会对近代物理实验原理了解的更加深入透彻、对步骤会更加清晰完整，学生会投入更多的精力对近代物理实验进行深入的研究、思考，不仅巩固了所学的物理知识，而且还培养了学生的动手能力、团队意识、创新意识、获取素材的能力以及综合能力，提高了学生的科学素养，对提高学生进入社会的实践能力和创新能力都有很大的促进作用。

2.4 考核制度突出实际操作和物理思想

传统的考核方式灵活性差，不能针对学生的实际特点作出评判，单纯的以成绩的高低来界定学生的好坏，这种考核方式抹杀了学生对实验的积极性，不能引起学生的足够重视。所以，改革考核制度应加大对实际操作和对物理思想理解的考核，如仪器操作、数据处理、误差分析等，综合在设计性实验中的具体表现，可以适当加大设计性实验在考核中的比重。考核形式多种多样，可以以个人为单位，也可几个同学组成小组共同解决较困难的问题，可采用操作演示、书面报告和口头报告等形式解决具体问题。结成小组进行考核不仅锻炼学生提出问题、解决问题的能力，还能锻炼学生的团结合作、互相配合的团队协作能力，为今后的工作学习打下一定的基础。

通过采用上述的几种方式，学生实验的积极性明显增强，实验过程中的认真程度大幅度提高，能够对一些问题进行深入的讨论，解决问题的能力大大提高，学生不仅获得了一定的创新能力，还在科学方法和团队合作方面得到了极大的锻炼。

3 结语

近代物理实验本身就是一个创新的产物，它蕴含了丰富的物理思想、物理方法和创新思想，在近代物理实验中培养学生的创新能力更能体现创新的重要性。通过激发学生学习兴趣、提高学生动手能力，使学生更深入了解物理思想、运用科学方法，培养学生创新能力。当然学生创新能力的培养不是一朝一夕的，需要在教学中不断的激发学生的兴趣，引导学生采用科学的方法，认真思考，动手实践，这是一个长期的培养过程，在不同课程中实施改革，不断提高学生的创新能力。

参考文献

[1] 麻焕锋，董若颖.拓展近代物理实验提高本科生创新意识[J].大学物理实验，2013，26（1）：120-122.

篇（8）

中图分类号：G424 文献标识码：A

《大学物理实验》和《大学物理》两门课程具有同等的重要地位。物理实验课将使学生得到系统实验方法和实验技能的训练，了解科学实验的主要过程和基本方法，为日后的科学实验活动奠定初步基础。①可是，学生对实验并没有给予足够的重视。笔者对该问题进行分析，总结其原因，提出实验课教学的几点看法。

1 学生对实验没有兴趣的原因分析

1.1 学生的兴趣习惯养成

在中学，由于物理不是主科，课时很少，尤其是在高一阶段，力学分析本身就难，可是每周只有两三节课上物理，可以说每上一节课时前面讲了什么都忘光了，老师上课既要做好复习又要追赶教学进度，每节课对老师来说那是相当的金贵，为了高考，做实验的机会就很少了（因为做实验不如讲实验见效快），本来学生很喜欢物理，但经过一年的高中学习感觉物理越来越难学了，这样就导致学生惧怕物理，动手能力当然得不到锻炼。中学的学习是凭自己的感觉、兴趣学习或被强迫学习。进入大学后缺少老师、家长的强迫，自己就不知所措了，迷茫了，没有养成良好的学习习惯，缺少学习动力。大一、大二的学生还没有完全适应大学的学习生活，还处在中学生思维习惯中。体现在上课注意力不集中，老师讲实验原理、电路连接技巧、数据处理及注意事项时，学生在下面并没有认真地听，动手做实验时出现了许多问题。

1.2 大学物理与中学物理教学的衔接

中学物理重点介绍了经典物理学的基本概念和基本规律，并对近代物理学的基本思想进行了简单介绍，同时对教材内容进行模块化处理，方便学生进行选择。②由于中学物理模块化处理，学生的学到的知识是不完整的，不同地方的学校选学的内容是不一样的（高中教材选修3-3、3-4、3-5高考只要求选其一），做过的实验也不一样，有的实验条件好的学校做的实验多些，有的学校则很少做实验，为了高考也只好讲实验。这样一来，有的学生没学到热学、光学，有的没学到振动和波、有的没学到动量和近代物理知识。

在中学，自习老师去辅导，有问题能及时得到解决，中学的老师更贴近学生的学习生活。进入大学之后物理学习更偏向抽象推导，依托强大的数学工具可以将研究进行得更深入也更精确。在大学，老师对物理概念讲解多，课堂知识密度大，低年级的学生很不适应，他们更留恋高中的学习生活。由于这些衔接问题，导致实验时，在理解实验原理上感到困难，对实验的重要性认识不够，缺少基本的实验操作技能，有的甚至连接简单的线路都不会，只能是依葫芦画瓢的完成实验报告。

1.3 大学物理实验和大学物理两门课程的衔接

物理实验从原来的物理课程中分离出来，形成了一门独立的课程后，教学时间安排上与大学物理不同步，大一下学期开始上实验课，力、热、电、光、近代物理各方面实验全有。大学物理还没讲到的知识可能在大学物理实验中就要用到，所以在做实验时难免会遇到些新知识、新概念，这样，老师讲的就显得多了，有点不像实验课，这也导致学生对实验课的不适应，加大了学生的认知难度，实验时困难重重。

1.4 现在的大学生有相当一部分是在混学历

这些没有明确的学习目标、没有责任感、没有一个远大的理想的人不知道自己应该怎样度过大学时光，当然对学习知识不会产生兴趣。

2 实验课教学改进的几点思考

2.1 兴趣是最好的老师，大学物理实验也要激发学生的学习兴趣

（1）通过联系生活实际，将本实验的重要性告诉学生，可以激发学习兴趣。教师在备课时应关注实验在实际中的应用。如《用箱式电位差计测量热电偶的温差电动势》可以告诉学生我们家里用的燃气灶有的电磁阀就是用温差电动势原理控制燃气、及时报警的，简单地讲一下其工作原理；《RLC串联电路的暂态过程研究》可以联系供电设备中实际电路。当电源接通或断开后的“瞬间”，这时电路中的电流或电压可能出现过电压或过电流的现象，如果不预先考虑到暂态过程中的过渡现象，电路元件便有损伤甚至毁坏的危险。另一方面，通过暂态过程的研究，还可以控制和利用过渡现象，如提高过渡的速度，可以获得高电压、大电流，起到延时等作用；《全息照相》可以加进白光再现拍照，介绍生活中的全息防伪标识原理；《调相型磁通门实验》可以介绍磁通门测磁法在第二次世界大战中被应用于探雷、探潜等方面，战后被广泛应用到地磁研究、地震预报研究等等。这样通过联系生活实际进行教学会收到好的效果的。

（2）实验课上要精讲，多给学生操作和思考的时间培养兴趣。我们老师要弄清学生做这个实验的目的是什么，讲解重点是什么。如《三线扭摆测转动惯量》实验目的是掌握测量原理和方法，训练不确定度的计算，那公式的推导就不必细讲， 不要占用学生那么多的时间。如果老师还像教小学生那样手把手地教怎么做实验、怎么算不确定度，学生只是模仿重复，学生是不会被激发兴趣的。吃人家嚼过的馍不香，学生的兴趣是在动手动脑中培养起来的。

2.2 注重大学物理与中学物理知识的衔接，降低难度

大学物理与中学物理教学的衔接，是高校物理教师在大学低年级教学时必须面对的问题。但很多老师更多关注大学范围的物理专题研究，而能够深入了解中学物理教学内容的不多，对二者的衔接问题研究则更少。③如果我们多一些关注中学物理教学内容，是可以将二者的衔接问题处理好的。如《霍尔效应及其应用》实验原理讲解时洛伦兹力的方向就可以用学生熟悉的左手定则加安培定则来判断；《电表的改装及其校准》《光电效应测普朗克常量》《受迫振动的研究》《惠斯通电桥测电阻》《示波器的使用》等的实验可以多回顾中学做的实验的原理，让学生感觉到大学物理与中学物理知识的衔接点及不同点。

2.3 课上多些探讨，多些互动

大学物理实验的目的要求我们能发现、提出、解决问题，提升实验能力。《用电子式冲击电流计测互感》读数不费时，可以在电路连接上下文章，搞点小动作，如设置一条导线断路等；《迈克尔逊干涉仪的调节和使用》、《分光仪的调节使用》《示波器的使用》可以搞个小竞赛看谁先按要求调试成功，分出等级。这样让大家讨论互动，课堂也就不会死板，还能锻炼学生的动手动脑能力，解决一些实际问题。

注释

篇（9）

计量是国民经济的重要技术基础，一个国家的计量水平标志着其经济和科学技术发展的水平，一个企业的计量水平决定了其产品技术水平和质量控制能力。没有计量，产品的质量将无法保证；没有计量，经济活动将不能正常运转，公平、公正、诚实、守信就成了一句空话。在经济社会中，计量的经济效益除检定、检测的显性效益外，主要体现在维护正常的经济秩序、保证公平的交易、打破技术性国际贸易壁垒、提高产品质量、正确评定科研、科技水平。特别在医疗卫生、安全防护、节能降耗、社会民生等领域发挥巨大作用。加强计量工作，充分发挥计量在各行业中的技术基础作用，有利于促进技术进步、质量提升和节能减排，保持国民经济又好又快发展，有利于打造和谐、诚信的社会环境[1-3]。

大学物理实验教育作为众多教育领域的重要组成部分，它的基础无疑是测量活动，与计量测试有着密不可分的联系，尤其是理工科高等院校，在实验教育中不断增强计量意识，更应引起足够的重视[4]。

一、计量是科学技术发展的重要基础

计量本身就是科学技术的一个重要的组成部分，任何科学技术，都是为了探讨、分析、研究、掌握和利用事物的客观规律；而所有的事物都是由一定的“量”组成，并通过“量”来体现的。为了认识量并确切地获得其量值，只有通过计量。比如，哥白尼关于天体运行的学说，是在反复观察的基础上提出的，并在伽利略用天文望远镜进行了进一步观测之后而确立的；著名的万有引力定律，被牛顿的敏锐观察所揭示，并在百余年后经卡文迪许的精密测试而得到了确认；爱因斯坦的相对论，也是在频率精密测量的基础上才得到了一定的验证；李政道、杨振宁关于弱相互作用下宇称不守恒的理论，也是吴健雄等人在美国标准局（金标准技术研究院）进行了专门的测试才验证的。总之，从经典的牛顿力学到现代的量子力学，各种定律、定理，都是经过观察、分析、研究、推理和实际验证才被揭示、承认和确立。计量正是上述过程的重要技术基础。

历史上三次大的技术革命，都充分地依靠了计量，同时也促进了计量的发展。

以蒸汽机的广泛应用为主要标志的第一次技术革命，在蒸汽机的研制和应用的过程中，需要对蒸汽压力、热膨胀系数、燃料的燃烧效率、能量的转换等进行大量的计量测试，发展起力学计量和热工计量；另外，机械工业的兴起，使几何量的计量得到了进一步的发展。

以电的产生和应用为基本标志的第二次技术革命中，各种热电偶的研制成功，对温度计量、电工计量、以及无线电计量等提供了一种重要手段；迈克尔逊等人为了实际测量地球运动的相对速率，研制出了迈克尔逊干涉仪，从而为长度计量提供了一个重要方法；爱因斯坦成功地解释了光电效应，成了热辐射计量的理论基础，使计量开始从宏观进入微观领域；随着量子力学、核物理学的创立与发展，电离辐射计量逐渐形成。

以核能及化工等的开发与应用导致的第三次技术革命中，原子能、化工、半导体、电子计算机、超导、激光、遥感、宇航等新技术的广泛应用，使计量日趋现代化，计量的宏观实物基准逐步向量子（自然）基准过渡。原子频标的建立和米的新定义的形成，有着相当重要的意义。频率和长度的精密测量，促进了现代科技的发展。

至于人们广泛谈论和关注的所谓第四次技术革命的先导是微电子学和计算机，集成电路又可以说是先导的核心。集成电路的研制，依赖于相应的计量保证。比如，硅单晶的几何参数、物理特性，超纯水、超纯气的纯度，化学试剂、光刻胶的性能，膜层厚度、层错位错，离子注入深度、浓度、均匀度以及工艺监控测试图形等的测定与控制，都是精密测量。当前，我国集成电路研制尚比较落后，计量工作跟不上是其中的原因之一。

总之，科学技术的发展，特别是物理学的成就，为计量的发展创造了重要的前提，同时也对计量提出了更高的要求，推动了计量的发展；而计量的成就，又促进了科技的发展。

二、计量测试与实验教育密切相关

除了验证、确认和深化相应的理论课内容，实验教学作为高校理论实践的基础，也是依据实验手段进行的一种测量活动。诸如计量单位的选取，计量检测设备的选用，测量原理及方法和误差理论的研究，测量结果的获得等，其最终目的都是为了获得统一和准确的量值，从而得出正确的实验结果。这正是计量测试技术的核心，也是实验教学的目的。因此可以说，计量测试是实验教育的基础，计量测试技术渗透于实验教育之中。

从计量学的角度研究，计量测试技术是一个综合性体系，它从方案的策划到仪器的配备、测试方法、环境要求以及测试者的操作技能等，无一不对实验结果有着直接的影响。因此，在实验教育中应紧密结合计量测试技术的应用，在实验指导思想上要注意以下几个方面：首先要正确认识计量单位的运用；其次要选用科学合理的生产仪器设备；再次实验指导书是实验教学的指导性文件，对引导启发学生学习有着重要作用，应特别着重于编写有层次、有深度的测量试验原理、程序和数据处理方法。

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实施新教材后，近两年的高考题与前些年高考题相比较，有以下

几个特点：

1、 试题更注重对学生物理能力基本功和学科素质的考查。下

面就近两年来失分比较严重的两道高考试题为例加以说明：

例1．（94年试题27题）一质量为100克的小球从0.8米高处自

由落到一厚软垫上，若从小球接触软垫到小球陷至最低点经历了0.02秒，则这段时间软垫对小球的冲量---为________。（g取10m/s）

有的学生解答的是合外力冲量，有的学生由于矢量运算基本功不扎实而发生错误，有的单位写错。这反映了同学们平时审题不严密，运算能力差，没有养成良好的解题习惯。

例2．（95年试题11题），图中所示一交流电随时间而变化的图像，此交流电的有效值是：

A、 5*21/2A，B、5A，C。3*521/2A，D、3.5A 

如果学生仅记交流电的有效值是最大值21/2/2，而没弄清这一结

论成立的条件一正弦交流电，没有真正理解有效值的概念，是不能正确解答的。

以上两道试题考查学生对物理概念理解的深度，运用物理规律分析和处理问题的清晰度、准确度这些基本功和素质。如果仅凭靠大量练习得来思维定势，往往就会掉进题目设计的陷井中去。

2、近两年高考压轴题与前几年相比较有所不同。前些年高考压轴题材，主要是指综合性试题，如力和热综合，力和电综合等，像是搭积木，只要整理出物理过程，选出研究对象，总可以慢慢解答出来。而近两年的压轴题以考查能力为核心，然后将某些物理知识围绕这个核心来编制成题。例如94年高考第31题，这一题所涉及物理知识点只有一个一带电粒子在洛化兹力作用下做匀速圆周运动。但解决好此题，必须要求学生思路开阔，具有一定发散思维能力一从Oa与Ob不确定关系中，判断磁场区域在第一象限内的一圆形区域，从而建立起粒子匀速一偏转一再匀速这一物理过程。再如95年高考试题第30题，本题所涉及的知识点也只有一个一动量守恒定律。本题考查学生能不能结合物理规律，运用数学归纳法建立一幅清晰的物理情景，能不能结合题目所给的条件，抓住关键因素，恰当地表达物理量之间关系，考查学生分析综合能力，推理能力，想象能力，对运用数学工具表达，处理物理问题的能力的考查。是一道能力积木式的综合题。这两道题考查学生将知识转化成能力的本领，有利于高校选拔一些有潜力的学生。

3、近两年高考对实验能力的考查也很有特色。（1）演示实验不仅要求学生记住实验现弄清实验现象形成原因。例如94年试题13题考查简谐振动演示图像，要求学生弄清图像、板的移动速度和周期这三者之间的关系。95年对光电效应演示实验的考查，要求学生分析锌板和验电器带电的种类，这两题试题考查学生在看演示实验时看热闹还是看门道。（2）对学生实验考查体现在一个“真”字上。考查实验原理是否真的弄懂了，学生只有弄清实验原理，才能“通权达变”。如94年从教材上测平行玻璃砖的折射率到考查测三棱镜的折射率，考查实验是否真的去做了，考查实验报告是否真的去完成了。如果学生平时仅靠纸上谈兵，或做实验态度不端正，考试中遇到诸如实物图的连接，实验议器的读数，实验数据的处理就束手无策了。

4、近两年高考试题在采题方面做了进一步探索。（1）对常规题、典型题的改造侧重在“细”字上。如94年试题27题，95年试题第17题，都是从一道常规题上改编的：

如图所示，一质量为100克的小球从0.80米高处自由下落到泥潭中，若小球从接触到泥潭到运动至最低点共经历了0.20秒，求泥潭对小球的平均作用力有多大？

94年27题考查的是泥潭对小球作用的冲量；95年17题考查的是小球下落过程中功和能及能量转化的关系，以及冲量和动量的关系。这要求学生对常规分析要透彻，全面。（2）近两年有不少试题是从课本上例题，习题和课外题改编而来的。根据计95年高考试题直接源于课本的就有67分，占试题总分的44.6%

二、 对新教材的教学和复习几点建议

从以上分析我们可以看到：新教材实施后，高考试题侧重于对学

生基本功和学科素质的考查，在能力的考查上有新的特点。素质和能力的培养不是一日之功，而在于“养兵千日”。这正与把应试教育向素质教育转化的教材改革精神是一致的。对中学物理教材改革取得了很好的导向作用，针对新教材实施后高考命题特点，我们今后在教学复习应试应注意以下几个问题：

1、要进一步领会教材改革的精神。必修本选修本在知识内容上不是简单的取舍和组合。对整个高中物理教学要有一个全局观点。要从提高素质和培养能力两方面把必修本和选修本的教学有机结合起业，施行应试教育向素质教育转化。首先，在传授知识的同时，注意能力的培养。每个物理概念的建立和物理规律的归纳既有分析综合、抽象概括，又有逻辑推理和数学推导，是培养学生思维能力的重要过程。在讲解物理概念和物理规律的同时，注意对学生思维方式培养和科学态度的教育。其次，例题、习题的讲解，不仅要提高学生分析问题能力，还要使学生养成良好的分析问题习惯，总结分析问题方法，提高学生分析总是的素质。

2、物理是以实验为基础的一门学科。近两年高考对实验能力考查要求比较高，实验能力是动脑，动手能力的综合，我们必须加强实验教学。在高三复习中，不仅要求学生弄清实验原理，还要到实验室去演习，要掌握一些真本领。

3、高三复习课教学中，还应注意：（1）进一步加深对概念和规律的深化理解，要从观点上提高。（2）重视对一些基本问题分析。对这些最基本问题分析清楚、透彻，才便于提高，脱离了基础去提高，甚至一味追求难题，很可能造成难的没学会，基础又不扎实，结果迁得其反。（3）在习题的选编上要重视对课本上一些讨论题，引申题等开放性习题、课外习题的开发。采取多种形式进行习题教学，开发学生智力。学生平时习惯于一些条件明确的习题，而近两年高考中有不少多条件、模糊条件试题。例如94年高考第31题，学生对Oa与Ob之间关系不清而感到迷惑；95年第30题，小车初速大小未知使学生无从下手。（4）对习题功能研究要把习题考查哪些能力结合起来。