大學物理實驗(國防科技大學建設的慕課)

大學物理實驗是國防科技大學建設的慕課、國家精品線上開放課程，於2017年2月21日在中國大學MOOC首次開課。該課程授課教師為何焰蘭、彭剛、歐陽建明、沈志、羅劍、劉振祥、劉一星。據2021年6月中國大學MOOC官網顯示，該課程已開課9次。

大學物理實驗課程實驗內容涉及誤差理論、基本物理儀器使用、基本實驗技能訓練以及科學素養養成等；同時也覆蓋力學、光學、熱學以及電磁學等知識領域。一些經典的實驗思想、方法以及技術等要素貫穿所有實驗，同時也關注學生在中學和大學學習實踐思維方式的差異，注重大學學習和實踐模式的轉變。

基本介紹

• 中文名：大學物理實驗
• 類別：慕課、國家精品線上開放課程
• 授課教師：何焰蘭、彭剛、歐陽建明、沈志、羅劍、劉振祥、劉一星
• 授課平台：中國大學MOOC
• 首開時間：2017年2月21日
• 建設院校：國防科技大學

課程性質

課程定位

該課程關注學生在中學和大學學習實踐思維方式的差異，注重大學學習和實踐模式的轉變，力圖使學生從所謂“計算公式”的“解題戰術”中跳出來，以物理思想和方法為指導建立“測量模型”。雖然兩種稱呼對應的是同一種公式，背後意義截然不同。因此，對於物理實驗原理的講授，擯棄平鋪直敘，採取先明確實驗思想，再以提供的實驗儀器和條件為基礎，以設問、推理方式環環相扣，得到最終的測量模型的方式進行。

課程簡介

大學物理實驗慕課共有緒論、用單擺法測重力加速度、拉伸法測量金屬絲楊氏模量實驗等實驗，還給有興趣的同學提供自主實驗和思想實驗平台。該課程實驗內容涉及誤差理論、基本物理儀器使用、基本實驗技能訓練以及科學素養養成等；覆蓋力學、光學、熱學以及電磁學等知識領域；一些經典卻仍在現代科學技術中發揮作用的實驗思想、方法以及技術等要素貫穿所有實驗。

課程大綱

緒論----大學物理實驗的目標和任務 大學物理實驗的目標和任務 緒論----大學物理實驗MOOC概況 大學物理實驗MOOC概況 緒論----基礎知識 第0講 物理實驗基本知識 第0講第1部分 測量的概念 第0講第2部分 測量誤差 第0講第3部分 測量的不確定度 第0講第4部分 測量的有效數字 第0講第5部分 常用數據處理方法 緒論（基礎知識） 在校生緒論作業 緒論補充作業 第1講 用單擺法測重力加速度 第1講第1部分 實驗背景和原理 第1講第2部分 實驗儀器 第1講第3部分 總結與探討 1-單擺法測量重力加速度 第2講 拉伸法測量金屬絲楊氏模量實驗 第2講第1部分 實驗背景和原理 第2講第2部分 實驗儀器與操作 第2講第3部分 總結與套用 第3講 自主式直流電橋測量電阻 第3講第1部分 背景與套用 第3講第2部分 實驗原理 第3講第3部分 儀器介紹 第4講 示波器的實驗 第4講第1部分 背景與套用 第4講第2部分 工作原理 第4講第3部分 同步原理 第4講第4部分 面板功能與使用 參考視頻 第5講 熱敏電阻溫度特性研究實驗 第5講第1部分 溫度與溫標背景 第5講第2部分 原理 第5講第3部分 儀器 第5講第4部分 小結與討論 第6講 用牛頓環測量平凸透鏡曲率半徑 第6講第1部分 實驗背景與原理 第6講第2部分 實驗儀器 第6講第3部分 實驗討論 參考視頻 第7講 非良導體熱導率的測定 第7講第1部分 實驗背景 第7講第2部分 實驗原理 第7講第3部分 實驗儀器 第7講第4部分 實驗總結 第7講第5部分 套用介紹 第8講 霍爾效應及其套用 第8講第1部分 背景 第8講第2部分 霍爾效應原理 第8講第3部分 實驗儀器 第8講第4部分 套用 遠程控制實驗介紹視頻 第9講 三線擺 第9講第1部分 實驗背景 第9講第2部分 實驗原理

第9講第3部分 實驗儀器 第10講 聲速的測定實驗 第10講第1部分 實驗背景及建模思想 第10講第2部分 超音波的產生及測量機理 第10講第3部分 駐波共振法測量聲速 第10講第4部分 相位比較法測量聲速 第10講第5部分 儀器 第10講第6部分 總結 第11講 分光計實驗 第11講第1部分 背景及套用 第11講第2部分 實驗儀器 第11講第3部分 實驗原理 參考視頻 第12講 半導體溫度計的設計 第12講第1部分 實驗背景 第12講第2部分 實驗原理 第13講 麥可遜干涉實驗 第13講第1部分 實驗背景 第13講第2部分 實驗原理 第13講第3部分 實驗儀器 第13講第4部分 儀器調節 第13講第5部分 實驗討論與總結 第14講 偏振光的研究 第14講第2節 實驗原理 第14講第3節 實驗儀器 第14講第4節 套用 第14講第1節 實驗背景 第15講 密立根油滴實驗 第15講第1節 實驗背景 第15講第2-1節 電子電量測量實驗思想及建模 第15講第3節 儀器 第15講第4節 總結 第15講第5-1節 套用-電子束成像 第15講第5-2節 套用-電子束加工 第16講 光電效應實驗 第16講第1節 實驗背景 第16講第2-1節 什麼是光電效應 第16講第2-2節 實驗規律與經典理論解釋 第16講第2-3節 量子解釋 第16講第2-4節 普朗克常數測量原理 第16講第2-5節 普朗克常量測量模型分析 第16講第3節 儀器 第16講第4節 實驗總結 第16講第5-1節 套用之光電效應器件 思想實驗 思想實驗介紹視頻 十個最著名的思想實驗 思考題 自主實驗 自主實驗介紹視頻 物理量猜想-時間估測實驗-1背景 物理量猜想-時間估測實驗-2要求 容壓法測量重力加速度實驗背景 容壓法測量重力加速度實驗要求 電磁力測量實驗背景 電磁力測量實驗要求 遠程控制實驗 遠程控制實驗介紹視頻

（註：課程大綱排版從左到右列）

開課信息

開課次數	開課時間	學時安排	參與人數
第1次開課	2017年02月21日 ~ 2017年06月30日	3-5小時每周	8998 人
第2次開課	2017年09月18日 ~ 2017年12月25日	3小時每周	7507 人
第3次開課	2018年03月12日 ~ 2018年07月02日	3-5學時每周	8792 人
第4次開課	2018年09月03日 ~ 2019年01月16日	3-5小時每周	11818 人
第5次開課	2019年03月06日 ~ 2019年07月12日	3小時每周	14936 人
第6次開課	2019年09月01日 ~ 2020年01月10日	3-5小時每周	20033 人
第7次開課	2020年02月17日 ~ 2020年07月15日	3-6學時	27615 人
第8次開課	2020年09月07日 ~ 2021年01月25日	3-6小時每周	12930 人
第9次開課	2021年03月12日 ~ 2021年07月10日	3-5小時	待定

（註：據中國大學MOOC網顯示，該課程授課教師為何焰蘭、彭剛、歐陽建明、沈志、羅劍、劉振祥、劉一星。）

課前預備

• 預備知識

學習者應具有高等數學和高中物理相關背景，學習過相關課程。

• 學習資料

書名	作者	出版時間	出版社
《大學物理實驗》	何焰蘭，彭剛	2017.7	高等教育出版社
《大學物理實驗》	何焰藍，楊俊才	2009.7	機械工業出版社
《大學物理實驗（第二版）》	霍劍青	2005	高等教育出版社
《大學物理實驗》	趙志芳	2005.9	清華大學出版社

（註：表格內容參考資料）

課程特色

在該實驗課程的項目背景、原理、儀器、總結與探討的視頻介紹中融入“三味” 即品位（科學性）、趣味以及軍味（軍事套用）。

品位：如“拉伸法測量金屬絲楊氏模量”實驗中古老的光槓桿法，在用極微弱的原子間相互作用力來研究物質的表面結構及性質的實驗中仍煥發著青春與活力。

趣味：以與實驗項目相關的歷史或者與身邊物理相關且易於實踐的故事為出發點引入實驗。

軍味：力圖將實驗背景和運用和軍事運用緊密結合。

課程目標

1.掌握物理實驗基本知識，學會觀察、分析和對物理量進行測量，並掌握其中的基本方法和技術。

2. 通過物理實驗培養實踐能力。包括獨立實驗能力、理論聯繫實際能力、分析解決問題能力、創新和團隊協作意識。

3.提高科學素養。求實嚴謹的作風，嚴肅認真的態度，勇於探索的精神，以及遵章守紀的優良品德。

考核標準

大學物理實驗MOOC總成績必須超過60分才能發放證書，超過90分為優秀。

所獲榮譽

2019年1月8日，大學物理實驗慕課被中華人民共和國教育部認定為“國家精品線上開放課程”。

教師簡介

何焰蘭，國防科技大學理學院物理系教授，大學物理實驗慕課負責人。

彭剛，國防科學技術大學理學院物理系教授，物理實驗教學，石墨烯納米材料與器件研究科研骨幹。

歐陽建明，男，博士，現為國防科技大學理學院物理系副教授。長期從事大學物理實驗教學工作。

沈志，國防科學技術大學理學院物理系副教授。主要從事電磁發射技術研究和理論物理、實驗物理教學和軍隊繼續教育工作。

羅劍，國防科技大學文理學院物理系實驗物理教研室講師，畢業於華中科技大學物理學院。主要從事磁約束聚變電漿物理和雷射與電漿相互作用物理研究。

劉振祥，男，國防科技大學理學院物理系教授，工學博士，從事脈衝功率技術、電磁發射技術方面的研究，並長期從事大學物理理論和實驗教學。

劉一星，國防科大理學院物理系講師，碩士研究生畢業於湖南大學。