课程质量标准-大学物理实验

课程编号	010202			课程名称			大学物理实验		授课学期	第2、3学期
课程类别	公共基础课程			总学时			48（24+24）		学分	3
适用专业	材料科学与工程
课程性质	必修	先导课			高等数学			后续课	实验设计与数据处理材料检测技术 “挑战杯”物理创新大赛（第二课堂）
学习目标	知识目标	支撑的可考核指标点	2.1.2掌握从事工程工作所需的大学物理、大学物理实验、无机化学、分析化学、有机化学等相关自然科学知识； 2.2.6掌握材料科学与工程相关的材料性能表征、材料结构表征类基础知识。
		知识目标具体内容	1. 了解实验误差理论与数据处理基本方法，掌握测量结果不确定度的评定方法：分析公路工程试验检测数据； 2. 掌握用光杠杆放大法测量微小长度变化的原理：测量水泥净浆收缩量； 3. 掌握相位比较法测量超声波声速的原理：公路工程混凝土结构的无损检测； 4. 掌握干涉、衍射原理：材料基本检测仪器的原理； 5. 掌握电桥电阻测量的基本原理：桥梁的应力、应变检测； 6. 掌握太阳电池的光伏效应原理：服务于新材料行业； 7. 理解斯托克斯公式并掌握毛细管法测量液体表面张力的原理：乳化剂、外加剂的基本参数； 8. 掌握热传导的基本规律、导热系数的测量方法以及热电偶测量温度的方法：导热系数是建筑保温材料的基本参数，热偶常用于公路工程检测设备。
	专业能力目标	支撑的可考核指标点	1.1.7能够完成与材料检测相关的基础物理实验、化学实验，能够运用物理实验、化学实验基本原理分析材料问题
		专业能力目标具体内容	1. 具备独立操作的动手能力、分析与研究的能力、理论联系实际的能力和创新能力； 2. 具备独自设计实验、测量简单物理量的能力； 3. 具备使用基本仪器、灵活运用基本实验方法、基本实验操作技术的能力； 4. 具备分析实验误差、评价测量结果的能力； 5. 具备测量与材料相关的多种物理量的能力，如金属丝的杨氏模量、超声波的声速、光波波长、薄片厚度、低（中）值电阻阻值、液体表面张力系数、导热系数、比热容等；
	方法能力目标	支撑的可考核指标点	1.4.3具备团结协作、耐心细致的职业能力 1.4.5能够向他人学习 1.5.3对新材料、新技术、新设备应不断了解和学习
		方法能力目标具体内容	1. 完成一个实验流程，使学生具备自我管理、自我学习、独立操作的能力； 2. 实施实验过程中，具备积极主动、团结协作的能力； 3. 完成实验后，学生将具备善于观察、勤于思考的能力； 4. 课程修完后，学生将具备合理使用各种实验方法的能力。
	社会能力目标	支撑的可考核指标点	3.2具有良好的道德品质，严谨求实，树立科学的世界观、人生观和价值观； 3.5 掌握基本的创新方法，具有追求创新的态度和意识。
		社会能力目标具体内容	1. 实验数据分析与处理过程中，具备实事求是，严肃认真的科学态度与工作作风； 2. 具备踏实做事和求真务实的态度； 3. 具备勇于开拓、不断创新的品质。
学习成果要求		1. 具备独立操作的动手能力和追求创新的意识； 2. 具备测量金属丝的杨氏模量、薄片厚度、光波波长等参数的能力； 3. 具备参加挑战杯等国家知名大学生课外学术科技作品竞赛的能力。
对先修课应知应会的要求		先修课一《高等数学》完成后应知应会 1. 熟练计算简单函数的微分、积分； 2. 熟悉全微分的概念； 3. 能够将微分的概念应用到具体物理量的不确定度计算中。
本课程完成后学生应知应会具体要求		任务一误差理论与数据处理（9学时）应知应会 1. 误差的分类； 2. 误差评定测量结果的局限性； 3. 测量结果不确定度的评定； 4. 有效数字的运算规则。任务二杨氏模量的测定（3学时）应知应会 1. 金属丝的杨氏模量的测量方法； 2. 微小长度变化的测量方法； 3. 利用逐差法、作图法处理实验数据。任务三示波器的原理与使用（3学时）应知应会 1. 了解示波器的结构和显示波形的基本原理； 2. 根据李萨茹图形测定正弦信号的频率、超声波的声速； 3. 用示波器观察电信号的波形并测量其电压、周期和频率。任务四等厚干涉（3学时）应知应会 1. 光的干涉原理； 2. 调节牛顿环、劈尖等装置； 3. 精确测量凸透镜的曲率半径、细丝直径或薄片厚度。任务五惠斯通电桥（3学时）应知应会 1. 惠斯通电桥的结构； 2. 如何精确测量中值电阻的阻值； 3. 如何避免接触电阻对测量结果的影响； 4. 调节电桥使之达到平衡。任务六太阳电池伏安特性的测量（3学时）应知应会 1. 太阳电池中的光伏效应原理； 2. 太阳电池的伏安特性曲线特点及测量； 3. 太阳电池的输出功率与负载电阻的关系。任务七液体表面张力系数的测量（3学时）应知应会 1. 毛细管法测定表面张力的原理和方法； 2. 度数显微镜的使用方法。任务八稳态法测橡胶板的导热系数（3学时）应知应会 1. 热传导的基本原理； 2. 稳态法测定热的不良导体的导热系数的实验方法； 3. 用热电偶测量温度的方法； 4. 从理论和实验曲线上分析并测定最佳实验条件及参量任务九固体比热容的测量（3学时）应知应会 1. 热学实验中的基本问题---量热和计温的处理； 2. 用混合法测定金属的比热容； 3. 热量散失的修正方法。任务十伏安特性曲线的测绘（3学时）应知应会 1. 自拟实验步骤绘出电阻的伏安特性曲线； 2. 自拟电路，测量半导体二极管的正、反向伏安特性曲线；任务十一超声波声速的测量（3学时）应知应会 1. 声速的测量方法； 2. 用相位比较法测量超声波的声速；任务十二分光计的调节和用光栅测定光波的波长（3学时）应知应会 1. 分光计的结构和调整方法 2. 用分光计测量光波波长的方法；任务十三迈克耳孙干涉仪的原理、调节和使用（3学时）应知应会 1. 了解迈克耳孙干涉仪的干涉原理； 2. 了解迈克耳孙干涉仪的结构和调节方法； 3. 测量钠光双线的波长差；任务十四导体电阻率的测量（3学时）应知应会 1. 开尔文电桥的结构； 2. 如何精确测量低值电阻的阻值； 3. 调节电桥平衡；
评价与考核		考核项目							评分方式
		平时考核（60%）				实验预习（30%）			了解实验原理，明确实验任务
						实验操作（50%）			操作规范，数据准确
						实验报告（20%）			正确处理实验数据，绘图准确
		期末应知考试（40%）				知识应用性试卷			期末考试
		操作考试（40%）				实验技能综合训练			期末考试
师资标准条件		1. 具有物理学、光学、半导体物理学等相关专业硕士研究生及以上学历； 2. 具有高校教师资格证书； 3. 多年从事实验实践教学，能遵循应用型本科的教学规律，正确分析、设计、实施及评价课程。
教材编写或选用标准		1. 本课程使用的教材为国家“十二五”本科规划教材《大学物理实验》； 2. 教材编写充分体现了任务驱动、实践导向的教学思路 3. 教材编写打破了传统的“力、热、电、光、原、近代物理”的实验体系，建立了“由基础实验到近代物理综合实验、设计实验”全新的开放实验新体系。 4. 教材编写突出了实用性、开放性，实验原理讲解清晰、文字表述简明扼要，重点突出。教材中的工作任务设计具有可操作性。