基础物理实验绪论ppt课件

1,通 知 第2周周四（9月19日）由于中秋节放假，建议同学在第2周其它时段前往教室听讲，同一周每个时段的教学内容相同。 对于无法在第2周其它时段旁听的同学，9月19日的课程将于9月22日（周日）18:30- 21:05在2201教室补课。,基础物理实验,绪 论,课件下载：,,2,周日前您似应该在出一份ppt的版本，其中放入新建的实验报告模板，过去的一些要改的地方要改掉；还应该把实验报告不好的例子讲透，把正确实验报告的要求讲的很明确；另，苏老师在浙大讲的讨论课的内容也放入其中；对教师的评估内容也放入。,3,我属于哪一类？,1 喜欢物理，喜欢物理实验 不能让你们失望！ 2 一般般，但为了。 让你们有所收获！ 3 讨厌物理、物理实验，但。 让你们改变对物理实验的看法！,学生类型,大家关心的问题,物理实验讲什么做什么 难不难，如何学好 有什么用,金晓峰教授报告ppt，转引自白翠琴老师课件,基础物理实验课的目标,掌握物理实验的基本知识、基本方法和基本技能。 学习用实验方法研究物理规律，加深对物理规律的理解和掌握，并在实验中提高发现问题、分析问题、解决问题的能力。 养成无私无畏的敬业精神和实事求是、严谨踏实的科学态度。,4,绪 论,1 物理实验的重要性 2 如何做物理实验 3 基础物理实验课的要求,5,1 物理实验的重要性,(1) 什么是基础物理实验 (2) 物理实验在物理学研究与 发展中的作用 (3) 物理实验对物理学在其他 学科中应用的意义 (4) 改变轻视实践的传统观念,6,(1) 什么是基础物理实验？,最基本的物理实验，包括力、热、电、光及近代物理实验。 理科、工科、医科各专业都普遍要做的物理实验。,7,1 力学： 碰撞问题 转动惯量 2 热学： 液氮比汽化热 3 光学： 激光、干涉、衍射、透镜成像 4 电磁学： 圆线圈和亥姆霍兹线圈、 谐振电路、 电桥、磁阻效应、示波器的使用 5 近代前沿：量子论实验、X光实验 6 现代测量技术： 计算机实测 7 数据处理方法：如何画图、不确定度评定、 最小二乘法拟合等,物理实验讲什么做什么,分层次的物理实验课程 基础 - 综合- 近代 - 科研 基本 - 常规 - 拓展,8,1. 三层次：实验物理三层次（基础、综合、近代）；基础物理实验三层次（Basic基本要求How；Normal正常要求Why，回答问题；Advanced进阶要求 原理计算、积极思考、经常问问题、）; 2. 内容逻辑层次 2a. 好奇心的结果：物理实验重要性 改变世界(十大最美物理实验) 2b. 中国学生的问题(培养上重要)：实验决定理论(杨李吴)；重理论轻实验(丁肇中)；不问问题）； 3. (数据处理重要) 修约 张p.19 “刚好是5时，前一位为奇数则入，为偶数则舍”(4舍6入,遇5末偶)讨论(VStEx)；,学习 - 训练 - 工作 本科 - 硕士 - 博士,及格 - 良好 - 优秀,9,(2) 物理实验在物理学 研究与发展中的作用,中国科协前主席周光召院士： 为什么20世纪最重要的物理学的发现发生在德国： 首先，德国人非常重视实验和实验数据的分析 第二，德国有很强的数学传统 哥廷根世界数学中心 第三、德国有非常强的哲学传统 打破机械论 - 朱鹤年新概念基础物理实验讲义清华出版社，2013.6,从物理学史看物理实验的重要性 经典物理学的建立： 力学（伽里略） 电磁学（库仑、法拉第、麦克斯韦） 光学（杨氏、菲涅耳） 近代物理学的建立： 三大发现（X光、放射性、电子） 从宏观到微观 两朵乌云（黑体辐射、迈克耳逊莫雷实验） 从经典到近代,10,1. Maxwells equations: 2. Eulers equation: ei + 1 = 0 3. Newtons second law: F = ma 4. Pythagorass theorem: a2 + b2 = c2,5. Schrdingers equation: H = E,Gausss law,Gausss law for magnetism,Faradays law,Amperes law,H = D/t + J,E = - B/t, B = 0, D = ,The greatest equation in physics,最美丽的数学公式： ei+1=0 孙珷 复旦大学数学学院07级 2008年6月7日0:54 王迅老师近日讲相对论，引用沈致远先生的文章赞美爱因斯坦的公式E = mc2，并向在座数学系同学征求一篇类似的描绘欧拉公式的文章。去年正好是欧拉诞生300周年，且试着写一下我对欧拉公式的感受，虽然也没有什么新意，但毕竟也算动了脑筋，谨以略表我对王迅老师这几次授课的感谢吧。,Most beautiful mathematic formula Euler equation ei+1=0,Leonhard Euler (1707-1783) -生活在俄罗斯的瑞士科学家，被广泛地认为是18世纪最伟大的人物之一。 他受眼疾折磨而最终致盲，留给我们超过80个以他的名字命名的数学和科学概念。,取自王迅教授讲座ppt,6. Einsteins equation: E = mc2 7. Boltzmann equation S = klnW 8. 1 + 1 = 2 9. Principle of least action S = 0. 10. De Broglies equation p = h/,取自王迅教授讲座ppt,最美的十大物理实验,1. 用单电子作的杨氏双缝干涉实验（1961） 2. 伽利略的落体实验（1600左右） 3. 密立根油滴实验（1909） 4. 牛顿用棱镜将日光分解为七色的实验（16651666） 5. 杨氏用光作的干涉实验（1801） 6. 卡文迪许用扭秤测定万有引力常数的实验（1798） 7. 埃拉托色尼测定地球周长的实验（约公元前300） 8. 伽利略的斜面实验（1600左右） 9. 卢瑟福用 粒子散射发现原子核的实验（1911） 10. 佛科摆的实验（1851）,物理实验之美,/Physics/English/top10.htm,13,（现代科学的奠基人伽利略 斜面实验 测重力加速度，困难在哪里？- 时间；怎么办？用什么：脉搏。为什么用斜面？为了使得过程变慢，弥补定时的不准确。）,14,If in some cataclysm, all of scientific knowledge were to be destroyed, and only one sentence passed on to the next generations of creatures, what statement could contain the most information in the fewest words?,假如世界末日真的发生 ,15,10-10m,卢瑟福 粒子散射实验1911年,汤姆逊 枣糕模型,16,It was quite the most incredible event that has ever happened to me in my life. It was almost incredible as if you fired a 15-inch shell at a piece of tissue paper and it came back and hit you.,17,Bohr将核式模型进一步推广，电子只能在特定的轨道上运动,百般呵护好奇心 尽情释放好奇心,精心呵护青少年的好奇心 全力释放你的好奇心 好奇心是引领 推动 科学前进的原动力 好奇心是推动科学发展的动力-,18,物理实验在“全人教育”上 有独特作用,好奇心 是每个健康 孩子天生就 有的，然而它常常过早地消失。 -Albert Einstein,丁肇中： “科学很大一个 作用是满足人的 好奇心，这是人和动物的最大区别。” “为了名和利去做科学是危险的。”,测定地球周长的实验（约公元前300）,问题：给你一根直杆，你能否测出地球的周长？,塞恩城,亚历山大城,北回归线,亚历山大城和塞恩城,地球是个球型的证据,人们如果来到海边就能看到地平线本身便是个巨大的圆弧,确定大地的形状,亚里士多德时期，他已经明确提出，大地是一个球体,埃拉托色尼是一位 杰出的数学家、天 文学家、运动学家、 诗人、地理学家,排名第二的全能学者 故事的主角,月食时地球的阴影显然是个圆形,北京时间2008年2月21日（元宵节）上午9时43分-13时09分天空发生了一次月全食，由于这次月球食发生在中国的白天，因此中国公众无缘直接目睹这次天象。右上图为乌拉圭首都蒙得维的亚出现的月全食。,21,（北回归线。夏至，太阳能直射。亚里斯多德是第一聪明的人，他是第二聪明的人。）,取自 马世红ppt,埃拉托色尼测定地球周长的实验 （约公元前300）,L = 360 800 / 7.2 千米,22,取自 马世红ppt,埃拉托色尼测定地球周长的实验 （约公元前300）,23,7.2o,C=(360o/7.2o)X800km,问题2：当你躺在海滩上看到太阳落下而消失在平静的海面时，如果紧接着站起来，会再一次看到太阳落下。假如能测出这两次太阳落下对应的时间间隔，你就可以估计出地球的半径。 那么，这样的简易观察是 如何能用来测量地球半径？,24,取自 马世红ppt,d 2+ r2 = (r + h)2，d = HE, d 2 =2rh + h2， h r, d 2 =2rh, / 360 = t / 24h, d = r tan ， h r 2h / tan2,r 5.22106m, 在公认的地球（平均） 半径（ 6.37106m ）的20范围之内,Dennis Rawlins, Am. J. Phys. 47(2), 1979, 126-128,d,25,取自 马世红ppt,p,p,设 t = 11.1s, =0.04625 h = 1.70m,“怎样使用表和米尺来测量地球的大小”，,Amer. J. Phys. 47(2) (1979) 126-128,26,取自 马世红ppt,27,“估算物理”,钱致榕： 你有多少根头发？,致榕教授（台湾政治大学讲座教授、博雅书院院长；香港科技大学创校副校长；美国约翰霍普金斯大学物理系教授）,/peixun/718.html,物理学家看物理实验的重要性,牛顿：“探求事物属性的准确方法是从实验中把他们推导出来。考察我的理论的方法就在于考虑我所提出的实验是否确实证明了这个理论；或者提出新的实验去验证这个理论。”,叶企孙：“对于象李政道这样优秀的学生，理论课可以免上，只参加考试；但实验不能免，每个必做。”,28,丁肇中：“我是一个做实验的工程师。希望通过我的得奖，能提高中国人对实验的认识。没有实验就没有现代科学技术。”,杨振宁：“象我这样有了一点名气的人也有不好的影响。在国内有许多青年人都希望搞我这一行（指搞理论），但是，象我这样的人，中国目前不是急需。要增加中国的社会生产力需要的是很多会动手的人。”,29,结论：物理学是一门实验科学。在物理学的发展过程中，实验是决定性的因素。发现新的物理现象，寻找物理规律，验证物理定律等等，都只能依靠实验。离开了实验，物理理论就会成为“无源之水，无本之木”，不可能得到发展。,从诺贝尔奖看物理实验的重要性,1901年以来的100多年中， 获诺贝尔奖的理论物理学家与实验物理学家的比为： 1 : 2.2 其中，1971年以来的30多年中，获诺贝尔奖的理论物理学家与实验物理学家的比为： 1 : 6.5,30,结论：物理学是一门实验科学。在物理学的发展过程中，实验是决定性的因素。发现新的物理现象，寻找物理规律，验证物理定律等等，都只能依靠实验。离开了实验，物理理论就会成为“无源之水，无本之木”，不可能得到发展。,31,荷兰夜光公路,主题: 明年荷蘭將引入夜光公路 明年荷蘭將引入夜光公路.這就是已開發國家 ! 可提示天氣發佈時間：2012年11月01日 電動車優先車道：被提出的最具創意的想法之一，電動車專用車道可以讓汽車一邊行駛一邊充電能效節約性：在公路兩旁安裝節能燈，當駕駛員駕駛著汽車駛近這些燈時，燈便漸漸點亮；當駛離時，這些燈就會逐漸熄滅。落實將避免不必要的電能浪費 夜光公路：明年荷蘭將引入夜光公路，使用 光致冷粉末 塗于道路分隔線，該材料可在陽光下進行充電，在夜晚 就能發光照亮公路，維持時間高達10小時 應對惡劣天氣：溫度應答動力學漆，能使透明的冰晶體變得可見 據國外媒體報導，在黑夜中 能發光的想法聽起來比較前衛吧， 這種公路還能夠為電動車充電，這種公路的部分概念 將于明年引入荷蘭。 智慧公路的概念 在上周的荷蘭設計周活動中被提出，智慧高速公路 將採用最新的技術，設計者表示，這種公路將會更可持續、更安全以及更為直觀。 負責該工程的公司表示，他們的目標是將傳統的運輸方式進行革新， 將技術的應用物件集中於高速公路，而不是具體的某種交通工具。 那些對於未來之路最具大膽想法，都是設立一些專用車道， 車道可以讓車輛在行駛的過程中進行充電。 設計者還說明了另一項方案，即在公路兩旁安裝節能燈，當駕駛人員駕駛著汽車駛近這些燈時，燈便漸漸點亮；當駛離時，這些燈又會逐漸熄滅。 設計者表示，真正 有意義上的智慧高速公路距人們的生活還比較遙遠。 不過，荷蘭的公路將用一種光致冷光粉末塗上道路分隔線，該材料可在陽光下進行充電，在夜晚就能發光照亮公路，維持時間可高達10小時。 明年 將在荷蘭的公路系統中應用的，另一項技術就是採用 溫度應答動力學漆，它能使透明的冰晶體在駕駛員面前無所遁形。 由荷蘭設計工作室Studio Roosegaarde以及Heijmans提出了智慧公路的想法，該想法在荷蘭設計大獎賽上被授予了“最佳未來概念”稱號。 然而，就汽車在公路上行駛如何進行充電的過程還沒有太多的資訊可供研究。 Studio Roosegaarde公司在一份聲明中表示， “設計師Daan Roosegaarde與Heijmans正致力於對公路進行創新， 一改先前人們集中在汽車駕駛體驗方面創新的思維。 ”其創新設計概念包括：夜光公路、動力學漆、交互感應燈 以及感應優先車道這些想法 都將在接下來五年內逐一實現。 該工作室還表示，設計目標就是 通過使用交互感應燈來與車道進行互動，從而使車道更可持續更具交互活動，而且 有利於解決特定的交通狀況。,(3) 物理实验对物理学 在其他学科中应用的意义,材料：物性测试、新材料的发现、制备 化学：光谱分析、放射性测量、激光分离同位素 生物：各类显微镜（光学显微镜、电子显微镜、X光显微镜、原子力显微镜），DNA操纵、切割、重组以及双螺旋结构的分析 医学：诊断X光、CT、核磁共振、超声波 治疗放射性、激光、微波、刀 结论：物理实验是物理学在其他学科中应用的桥梁,32,(4) 改变轻视实践的传统观念,李约瑟之迷 为什么资本主义和现代 科学起源于西欧而不是 中国或其他文明？,33,解答“李约瑟之迷”： “儒家相信宇宙的道德秩序(天)”， “他们使用道一词，主要地如果不是唯一地是指人类社会里的理想道路或秩序。这在他们对待精神世界和知识的态度上表现得很明显。他们固然没有把个人与社会人分开，也没有把社会人与整个自然界分开，可是他们向来主张，研究人类的唯一适当对象就是人本身。因此，在整个中国历史上，儒家反对对自然进行科学的探索，并反对对技术做科学的解释和推广。”,-李约瑟中国科学技术史,V.2, 科学思想史P8， 转引自清华大学基础物理实验A3,34,社会上轻视实践现象-根深蒂固,论语：樊迟请学稼，子曰：吾不如老农。请学为圃，曰：吾不如老圃。樊迟出。子曰：小人哉，樊须也！,物理学以实验为本，但要重视实验课程学习与科学实验训练，就如逆水行舟。,35,Samuel C.C. Ting The Nobel Prize in Physics 1976,Samuel C.C. Tings speech at the Nobel Banquet, December 10, 1976,From Les Prix Nobel en 1976, Editor Wilhelm Odelberg, Nobel Foundation, Stockholm, 1977,Banquet Speech,36,36,国王，王后陛下，皇族们，各位朋友： 得到诺贝尔奖，是科学家最大的荣誉。我是在旧中国长大的，因此，想借这个机会向发展中国家的青年们强调实验工作的重要性。 中国有句话劳心者治人，劳力者治于人，这种落后的思想对发展中国家的青年们有很大的害处。由于这种思想，很多发展中国家的学生都倾向于理论的研究，而避免实验工作。 事实上，自然科学理论不能离开实验的基础，特别是物理学更是从实验中产生的。 我希望由于我这次得奖，能够唤起发展中国家学生们的兴趣，而注意实验工作的重要性。,37,37,Interest is the best teacher. Imagination is more important than knowledge. - A. Einstein,2 如何做物理实验,2.1 实验前预习（分） 预习报告不抄书，用自己的话 2.2 实验中操作与记录（分） 如何做实验记录 2.3 实验后数据处理与实验分析（分） 如何写实验报告？,39,许翔同学实验预习报告中的实验流程图,41,做好实验记录 对待实验数据 必须严格、慎重、准确、真实 实验条件：记录数据或现象时的实验条件 实验现象：与预想一致或不一致的各种现象 实验数据：清晰、详尽 实验中的问题和想法 数据处理 有效数字、不确定度评定、作图 “讨论”禁止抄袭,42,2.1 预习 (2 分）,- 如何做物理实验,没有预习报告不准做实验,各项目均不要抄书， 用自己的话； 可提出问题。,含公式及成立条件；,实验前,预习时在数据记录框内 先画出数据表格,实验仪器的规格型号,如何做数据表格？ 例：测量一个圆柱体样品的密度,如何求密度？ 明确测量量，直接测量量，间接测量量。先测哪个？后测哪个？多次测量还是单次测量？哪些需要列在表格里？测量顺序？ 物理量名称、单位,43,实验前,如何做数据表格？ 例：测量一个圆柱体样品的密度,样品的质量M = g。 样品的密度 室温T = ；湿度 = %。,44,实验前,2.2 操作与记录（4分）,遵守各项制度和学生守则，注意安全。 不许带着别人的实验报告在实验室做实验，一经发现，该实验作0分处理。 如实、清晰、详尽的记录原始数据，不要随意涂改数据也不要打草稿再誊写上去。实验数据的记录不准用铅笔,实验中改过的数据应由老师认可；其余实验数据不准任意修改。 按时完成、争取选做。 实验完毕，要指导教师确认签字并且整理好实验仪器方能离开实验室。,实验中,45,按时完成、争取选做。,2.2 操作与记录（4分）,46,实验记录： 必要的实验数据记录表格、实验条件如温度湿度仪器量程等、清晰且详尽的记录数据、观察到的各种与预想一致或不一致的实验现象、实验中的问题和想法等。,预习时在数据记录框内 先画出数据表格,对待实验数据必须 严格、慎重、准确、真实,复旦大学物理教学实验中心 关于必须严肃诚实对待实验数据的 三 项 规 定 （1997年12月经复旦大学教务处批准实行）,实验的评分标准 实验数据的记录不准用铅笔,实验中改过的数据应由老师认可；其余实验数据不准任意修改。 若发现在实验中或实验考核中有篡改、抄袭、伪造数据等舞弊行为,实验数据的记录不准用铅笔,实验中改过的数据应由老师认可；其余实验数据不准任意修改。,操作与记录,如何使用仪器仪表？,实验中,左端读数为：10.00cm 右端读数为：15.25cm 估读、有效数字、单位,数字电流表测量 某一电路中的电流,对于数字仪表该如何读数？,47,操作与记录,如何做实验记录？,实验中,实验条件：记录数据或现象时的实验条件 实验现象：与预想一致或不一致的各种现象 实验数据：清晰、详尽 实验中的问题和想法,48,实验条件：记录数据或现象时的实验条件 实验现象：与预想一致或不一致的各种现象 实验数据：清晰、详尽 实验中的问题和想法,(不准用铅笔),实验报告中要避免,实验预习报告没有自己归纳，用自己的预研写出，没有对实验设备、原理、设备、目的等提出自己的问题； 只有预习报告、数据记录 - 没有数据处理，没有分析，没有讨论； 只有答案（密度），没有讨论； 两人合作实验，讨论一字不差 扣分 可以一起讨论，必须独立撰写 抄袭数据，自己并没有做出来 零分计,49,DONTs in 实验报告 (II),有效数字位数随意增减 数据处理：没有列出公式，只有数字式子和结果 只有公式和结果 应当 公式 = 数字代入式子 = 结果 没有实验结论，以为实验计算结果，就是结论；没有和实验目的相呼应，去说明获得结果后能得出什么物理结论，对实验方法的结论，灵敏度提高的办法,50,举例 （请各位老师想想：是不是能不举本课 程的例子，而举其他简单实验例子）,实验报告中要避免,摘要 对实验中粒子能谱进行分析，并做出简单的修正；分析实验中的其他误差。 引言：光泵磁共振实验包括了原子物理中很多的内容，其中用光抽运-磁共振-光探测技术，对于原子、离子和 的研究有着非常重要的意义，使我们更加深刻了对于微观粒子结构的认识,实验报告中要避免,结论一例： 根据本课程的要求，每个实验的实际实验时间非常有限。本文对于赛曼效应实验的调节方面进行了分析，在达到实验所要求的精确程度的前提下，提出了一种提高调整效率的方法，可以使总体的实验效率有一定程度的提高。此外，设计了一种简易的装置，可以在不改变原实验装置的情况下，在一定程度上提高测量的精确度，部分的满足一些更深层次探究的需要。,结语,实验报告中要避免,陈唯教授说：,一个实验做懂比做10个实验都是半懂强很多。 这学期我反复在课上对学生强调：如果你提了一个可能性，但自己不去验证，那这个世界上没有任何人会替你验证。你说的这个可能性就毫无价值，因为没人知道是真还是假。 这是一个很坏的体验：可以不负责任地提出不靠谱的可能性，每个事最后都可以不了了之。,我的意见是基于以下想法： 实验课的目的不是为了学习科学知识，是要训练学生怎么基于已经固有的知识，去实际动手验证一个想法。 为了达到上面的实验课目的，学生做一个问题就好，完全没必要做很多。因为不是在学知识，是在学动手。 几点感想 1）我们的实验太多。 我当初上大学做近代实验的时候 ，那时老师们就在争论：是一个学期做6个实验，多学一些。还是只做两个实验，做更仔细一些。结果是这么多年过去，我当初做的东西都忘记了，完全不记得做了些什么。 印象最深的是当时同班同学评价实验课一句话。实验课就是：先测一堆数，然后照着讲义上的公式，把它映射成另一堆数。很糟糕的体验。 一个实验做懂比做10个实验都是半懂强很多。 2）是我们的实验有的太深，不适合教学训练。 如光泵磁。好多的信号连我都看不懂。当然和我的水平不高有关。但我的水平再差，也就是一般学生的水平吧。 想不明白为什么要介绍这么复杂的实验给学生？ 是为了表明我们学校的教学水平很高，学生可以做很难的实验？ 对大多数学生来说，基本上整个仪器就是一个黑匣子。课上问学生：那一堆仪器里，究竟绕了几组线圈，为什么要这么多线圈？很多学生都答不出来，就开始做实验了. 讲义里操作步骤那一节连“信号发生器幅度要小，旋钮拧1/4圈”这样的细节都写上了，深怕学生做不出来，看不见信号。 我问学生为什么“信号发生器幅度旋钮要拧1/4圈”，大多数学生根本没注意到这一句。因为完全不了解原因，就不觉得它重要。 带光泵磁实验，我很有挫败感。当然首先是自己水平太差，不很懂不能给学生很深入的指导。 3）我还是觉得太详细的讲义不是一个好东西。 应该给学生问题，而不是讲义。让他们自己去设计方案，提交计划，搭建仪器。 很多东西是在实验过程中学到的。否则学生步步照书，原样做出来后，又能学到了什么呢？ 做实验就是在训练debug的能力。debug自己搭的仪器，还有可能。要求学生去debug已搭好的仪器几乎不可能：连里面绕了几个线圈都不清楚，怎么可能做明白呢？测了一堆讲义上的信号又有什么用？ 4）由于每个实验时间有限，学生的很多想法就都不会去验证，停留在可能性上。 学生最后交报告时经常会分析为什么测出来某某结果，说可能有某某原因。然后就结束了。一般不会去提为了验证这个可能性，需要设计怎样的，关键是可行性的实验。 从科研训练的角度，这是一个非常坏的经验：他不觉得去验证自己提出的假设，是他的义务。 这学期我反复在课上对学生强调：如果你提了一个可能性，但自己不去验证，那这个世界上没有任何人会替你验证。你说的这个可能性就毫无价值，因为没人知道是真还是假。 大多数学生的报告分析里最后原因探讨部分 一般都是这个状态。反正交报告的时候，这个实验已经完了，老师也不能再拉我回来再接着做，我不用再管以后的事了。 实验课在不该结束的时候就结束掉了。这是一个很坏的体验：可以不负责任地提出不靠谱的可能性，每个事最后都可以不了了之。 5）一个学期下来了，大多学生还是不懂得实验记录本的重要。 我不厌其烦的对学生强调：如果一个实验你没写在记录本，我就认为你根本没做实验。写在计算机上，录在手机上都不算，要用笔写在本子上。还是有学生一天下来就一页记录. 其实我对学生的要求很简单：多记。8个小时在实验室，其中至少3个小时是在写实验记录本，至少要有几十页的记录。 其实这一点，我们网站上已经有了，但是学生还是不懂，觉得写记录是浪费时间。要强迫他们。 杂七杂八，乱写了一气。反正是大家议论。陈唯 (6.16),陈老师，非常感谢你和我们分享。 但是实验教学往往有这样两种思路，一种是广度，一种是深度，时间有限，不能兼得，如何平衡和抉择相当困难。所以近物实验按照三个阶段的实验去平衡这一个需求，第一阶段的必做实验的选题有以下几个考虑。 1. 尽可能覆盖近代物理实验的各个领域：一个房间一个实验，学生也可以在做必做实验的时候知道这一个领域有哪些更多的实验可以做; 2. 实验内容要比较容易入手，但是难以精通：做一个结果出来可能很容易，但是回去想想，会发现有更多的问题，而且有很多问题可能老师也回答不上来; 3. 有一定的扩展自由度，学生可以考虑在选做时段继续做深该实验。 4. 告诫学生成功率较低，可能要重做，有一定的激励作用，鼓励学生前能够充分预习，查阅文献。 如果直接采用3-4次实验做一个实验的话，可能会带来以下几个问题 1. 很多学生往往不认真预习，想用第一周时间来预习实验随便玩玩，有侥幸心理。 2. 学生之间有差异，有的同学可能将标准的答案拿来，或者获得以前师兄的实验记录，在1-2周内做完，然后放羊。并且觉得实验没啥难度。3. 如果老师不懂得引导的话，可能学生也就走走流水帐，最后还是不能吃透精髓。 也许未来学生实验数量降低到4个，每个实验做两周也是一个选择方向。 以上是我不成熟和片面的看法，供大家参考。 也希望其他实验课程的老师谈谈各门课程的设计思路。俞熹,53,C. 学会像物理学家一样思考,学生喜欢怎样的老师（pp.107-131） 不仅教学生做学问，也教学生做人； “共同承担智力上的责任”：读书，隔一周轮流指定阅读材料，有的教师未读过，所以学生还要安排讨论，- 老师则不断问出很难回答的问题 让学生做老师-学生从沮丧、挑战、满意； 学会像物理学家一样思考- -“多数教科书里，对这一点都表达不清，而那些的确是我们真正关心的事情”“重要的是教学那些学生自己学不会的东西”,54,鼓励学生向教师提出反对意见 教学生运用证据（在掌握明确的证据之前，保留对一个问题的判断：“一个学区学生成绩下降，是因为政府投资太少”-其他因素？） 可以预计其观点的教师不受欢迎（因为他们对事物没有严密的思考和评价）； 融合来自其他学科的思想 （地球与行星科学教授将酸雨 经济、政治、社会（酸雨和蓝领工人，的工作机会，不同国家之间的合作？）,55,R.J. Light,穿过金色光阴的哈佛人,中国轻工业出版社,学会动手，学会动手中动脑 学生守则 - 注意事项 以往不及格的情况 基础物理实验课总体安排,3 基础物理实验课的要求,56,3.1 为什么要设讨论课？,“数据越多越糊涂”北大吴思诚 动手少，动手时动脑少 不敢、不善于提问 “提出一大堆假设而不去证明，非常糟的体验”复旦陈唯教授 学问？主动学习不够，思考不够 实验中或实验报告中的问题 没有自己的问题,57,讨论什么？如何讨论？,58,慕尼黑工业大学 实验课上助教与同学讨论问题,讨论什么？如何讨论？,59,剑桥大学实验课情景,努力培养思考、讨论能力,1、打分，讨论课按一次实验来计分。积极提出问题并能解答别人问题的高分，没有发言的低分。 2、在讨论课开始的前2周通知学生为讨论课做准备 学生在第9周前准备好每个实验室3分钟讨论素材: 实验中遇到的疑问及你的理解； 分享实验现象的记录及分析的经验； 介绍实验操作时遇到的问题和解决方法； 绪论课、绪论作业中疑难问题以及处理方法； 对改进实验内容和实验仪器的建议； 与基础物理实验课相关的想法和建议。,60,“你们知道为什么是这样吗？”,61,讨论课场景,“我来说说”“她讲得有道理吗？”,62,“原来是这么回事！”,63,评分：贴名字 提问有分,能回答难题，高分；,64,教师观察：别人不能回答，自己回答，高分；,越争越明白,65,“我感到应该这样理解”,66,为什么老师在实验报告上这样批改？,67,你们再想想,68,对学生的问题，教师用另一个问题启发同学思考,69,讨论不清楚的，再做一次实验看看,70,将思考、讨论 贯穿到 实验全过程,71,讨论课的收获,引发学生思考 通过讨论的上课方式，每位同学都能积极参与到课堂之中。避免了传统授课方式中老师一言堂，促进学生思考。发现新问题（数学系同学对公式的推导和图形的分析很感兴趣，问出了“谐振曲线有几个拐点”这样的数学问题，并当场给出了推导过程。） 学生通过对问题的叙述或同学之间的讨论，有助于学生对该实验或知识点的深入理解。 培养同学间的沟通能力和协作精神。 学生经过讨论明白了老师的要求 学生发现了新的问题 示波器实验中：为什么显示的李萨如图与理论上不一样？实际相位差为什么与设置的不一样这些问题老师没有意识到,讨论课的收获,发现了一些教学中存在的问题 一些原本以为学生已经很清楚的问题其实还不清楚 教学相长 促进助教/教师学习 促进实验的改进以及建设新实验内容 液氮比汽化热实验中，结霜问题对实验结果的影响， 可以设计选做内容让学生实验自己的想法正确与否 因材施教，提高教学水平,1“越挫越勇” 学生这么评价,对于我们来说是非常有挑战的，这也是在别的课程中所没有经历过的。全部取决于你的态度，你的信心和你的努力。不得不说在这一个学期中，我们经历了很多困难，但是我们学到了更多。 我自己寻找科研题目，自己查阅书籍材料，独立完成了理论推导，并设计实验，完成实验。虽然遇到了非常多的问题，但我却提高了能力，并从中收获到了探究的快乐，对于人生的第一次科研，我将全心投入。,72,学生需要什么样的老师,“小质谱实验的标准曲线，曾经，同学们为了得到这个曲线，付出了很多心血。这里用它来代表我们的理想，以及为了实现理想而付出的努力。”,73,质谱仪实验宣传画 （郑晨）,学生需要什么样的老师,2 引导思考 苏格拉底式的讨论 穿过金色光阴的复旦人 混合式教学 MI