大学物理课在人才培养中的作用及意义
物理学对大学生创新意识培养作用
物理学对大学生创新意识培养的作用【摘要】从物理学发展历史和作用的角度,在理论和实践相结合的基础上,阐探索怎样更有效地发挥物理学的教育功能,怎样坚持物理学、物理实验所具有的探索性、革命性和追求基本理论的重大突破性对大学生创新意识的培养。
【关键词】物理学;人才培养;创新意识知识经济、创新意识在我国国力强盛中是不可或缺的关键性因素。
创新是一个民族进步的灵魂,是一个国家兴旺发达的不竭动力。
一个没有创新能力的民族,难以屹立于世界民族之林。
高校是培养人才的地方,在大学生培养的过程中,物理学科的学习占有重要的地位。
物理学科功能独特,这已成为许多学者的共识。
结合高校物理教学,利用并充分发挥物理实验在大学生培养过程中的功能,加强对大学生创新意识和创新精神的培养,这样的命题需要我们高校承担着物理教学责任的教师予以积极的探讨。
曾有研究结果表明,在高素质人才培养过程中,利用“开放创新实验室”这种形式,发挥物理实验的教育功能和能力功能,深入开展科学研究,可创造一种积极向上、面向世界、面向社会、崇尚真理、求实创新的学术气氛,对于学生科学文化素质的不断提高,更好完成时代赋予大学教育的责任,可起到积极作用,会收到良好的效果。
这样的研究结果是建立在教师精心指导的基础上的。
具体的说就是教师的认真备课和有意指导下,以学生创新意识训练为主要目的,在物理教学中,让学生自主选题、自找实验仪器和材料、自己动手实验,通过实验过程和所取得的实验成果训练学生对科学精神的要素和内涵的感悟。
一般认为:科学精神的要素或内涵可分为6类:即客观的依据,理性的怀疑,多元的思考,平权的争论,实践的检验,宽容的激励。
通过每位同学和老师在开放创新实验室的互动实践,不断探索,使学生科学素养得到训练,创新意识得到启发和加强。
作为有着一定阅历的物理课教师,本人对物理实验对学生床戏意识培养的作用有着深刻的体会。
一般情况下,我在物理课包括物理实验课的讲授和组织引导的具体做法是:在讲授专业课时,结合授课内容,多做舌吻和多向学生提问,让学生的思维始终跟随这老师的问题紧张的活动,有时一堂课会设问提问20余个问题,问题的提出对学生的思维活动产生了很强的刺激性,这些问题又都是消化理解授课内容的知识点和关键点,让学生在全神贯注的情况下开动脑筋,认真思考。
《大学物理》课程教学体会与思考
《大学物理》课程教学体会与思考摘要:本文通过结合作者几年来从事《大学物理》课程教学的切身体会,指出目前《大学物理》教学过程中存在的问题,提出转变教育理念,更新教育思想,建立科学、合理的教学内容体系,改革教学方法,实现培养高素质、创新型本科人才的需要。
关键词:大学物理课程体系教学改革《大学物理》课程是理工科各专业人才培养的重要基础课,对培养既有扎实的功底、又有较强的实践能力和创新精神的高素质科技人才具有重要的作用。
长期以来,传统的大学物理教学特别强调科学知识的系统性,注重打好基础,但不能完全适应培养高层次人才的科学素质和知识创新的要求。
因此,为了将以传授知识为主的课程教学向以培养学生科学素质为主,强调掌握知识和培养创新能力辩证统一的课程定位上转变,《大学物理》课程的改革势在必行。
1 分析和总结高校《大学物理》课程教学现状及存在的问题。
1.1 教材内容陈旧,缺少时代信息物理学科教材体系特别是工科大学物理课程体系从上个世纪50年代初的全盘“苏化”后,按力、热、电、光、原的内容构建起来的课程体系一直沿用至今,没有实质性的变化。
这一方面说明该课程体系具有较强的科学性与适用性,当然也与物理教育工作者长期使用形成的习惯有关;另一方面也说明教学改革的投入力度不够,物理课程改革的空间比较大[6]。
纵观各高校《大学物理》课程内容上经典物理在教学中比重过大,缺乏现代知识气息,经典物理与近现代物理及物理前沿也没有融会贯通,使得在物理教学中,如何把握经典物理与现代物理衔接,如何处理基础物理与物理前沿关系的问题变得越来越突出。
物理学作为自然科学的基础,也是现代高新技术的基础,原有的教材体系内容是19世纪及以前的物理知识,对于20世纪以来的近代物理学涉及极少。
对于纳米技术、激光、超导、空间技术、电子信息技术、新材料技术、新能源技术等现代科技的了解,有助于激发学生对于物理学习的兴趣,全面培养和提高学生的科学文化素质、科学思维方法和科学研究能力。
大学物理课程对培养中学物理教师的重要性
大学物理课程对培养中学物理教师的重要性大学物理课程为中学物理教师提供了深厚的学科基础。
物理学是一门理论性很强的学科,其内涵复杂,需要一定的数学基础和抽象思维能力。
一位优秀的中学物理教师,必须要有扎实的物理学知识储备,才能让学生学习起来更轻松、更深入。
而大学物理课程则为中学物理教师提供了系统的物理学知识体系和丰富的实践经验。
通过大学物理课程的学习,中学物理教师可以深入了解物理学的各个分支,了解其发展历程和基本原理,从而为将来的教学工作做好充分准备。
大学物理课程培养了中学物理教师的科学研究能力和探究精神。
物理学是一门注重实验和研究的学科,而这也是中学物理教学中非常重要的一环。
一位优秀的中学物理教师,必须要有科学研究的能力和探究的精神,才能在课堂上引导学生进行科学实验和探究活动。
大学物理课程通过实验教学等方式,培养了中学物理教师的实验技能和科学研究能力,使他们能够熟练地运用科学方法进行实验和探究,从而为学生提供更加丰富、生动的物理学知识。
大学物理课程提供了中学物理教师专业发展的平台和资源支持。
大学物理课程不仅有一流的师资力量和硬件设施,还有丰富的科研资源和教学资源。
中学物理教师通过大学物理课程的学习和交流,可以不断提高自己的教学水平和学科能力,并在专业发展上得到更多的支持和关注。
大学物理课程也为中学物理教师提供了丰富的研究和教学资源,使他们能够更好地开展科研工作和教学实践,从而真正做到“教学相长”,不断提高自己的教学质量和学科水平。
大学物理课程还培养了中学物理教师的团队合作能力和教学创新意识。
在大学物理课程中,中学物理教师可以与同行交流学习,共同研究教学方法和教学内容,共建教学资源和教学环境。
这种团队合作的氛围和氛围,为中学物理教师提供了更多的启发和创新,使他们在教学中更有信心、更有激情。
大学物理课程也鼓励中学物理教师进行教学创新,不断探索新的教学方式和教学内容,提高教学效果和教学满意度。
通过大学物理课程的学习,中学物理教师能够更加热爱自己的事业,更加积极地投身到教育教学中去,为学生提供更好的学科教育。
应用型人才培养目标指导下的高校物理教学改革分析
应用型人才培养目标指导下的高校物理教学改革分析随着现代科技的高速发展,社会对应用型人才的需求量也越来越大。
高校作为向社会输送人才的主要通道,其教学培养目标也势必要向社会缺口较大的应用型人才方向靠拢。
物理课程是高校理工科学生一门必修的重要基础课程,旨在培养学生更好的专业素养、科学的思维能力和科学研究能力。
对于物理学科的学习,培养学生的创新和实践能力远远比物理知识本身的学习更加重要。
在应用型人才培养目标的指导下,高校的物理教学在学生知识结构优化,以及课程体系、教学内容、教学方法等方面都要不断进行改革。
一、应用型人才概述应用型人才的定义在整个学术界已经达成了基本的共识。
通常说来,可将社会人才分为两类,一种是发现和研究客观规律的人才,即我们所说的学术型人才;一种是将这些客观规律应用到实际的生活中以直接创造收益的人才,即应用型人才。
就目前我国高校的研究生人才培养方向上来看,也是以专业应用型和学术研究型硕士两个不同的类型。
应用型人才应该具备很强的知识应用能力,应用型的人才指的是那些可以将所掌握的专业的知识和技能应到社会实践之中,根据所从事的工作的重点的不同,可以将应用型人才分为工程型人才、技能型人才、技术型人才等不同的类型。
例如,工程型人才的重点主要是把一些重要的科学原理直接应用到工程设计、工作规划、运行决策等的社会实践;而技能型的人才主要是在实际的生产过程中,通过现场的实际操作将具体的设计图纸、计划以及方案等转换成具体的产品;技术型人才是一种在工程型人才和技能型人才边缘性的人才类型,由于其同样需要在一线工作现场来从事管理和技术应用的工作。
一般来说,应用型人才应该具有非常丰富应用能力,例如专业技术能力、创新实践能力、发现问题并解决问题的能力、自学能力、观察与分析问题的能力、组织管理能力和团队协作能力等等。
或许这些能力并不是在实际的工作中全部都能够用到,但是肯定是要有所有侧重,然而作为一名合格的应用型人才,综合性的各方面能力也是非常需要的。
物理学科卓越人才培养计划申请理由
一、引言在当今社会,物理学科作为自然科学的重要分支,扮演着重要的角色。
其研究涉及到宇宙的起源、物质的性质以及能量的传输等广泛领域。
培养出一批卓越的物理学人才对于我国的科技发展具有重要意义。
本文旨在申请物理学科卓越人才培养计划,并就此提出申请理由。
二、对物理学科的认识1. 物理学科在科技发展中的地位在当今科技迅速发展的时代,物理学科作为自然科学的基础学科,对于推动科技发展起着举足轻重的作用。
物理学的基础原理用于研究各种自然现象,解决工程技术实际问题,促进社会经济发展。
2. 物理学科的发展潜力随着科技的不断进步,物理学科的研究领域也在不断扩大。
从基础物理学的研究到应用物理学的开发,物理学科在科技创新和产品研发中发挥着越来越重要的作用。
培养物理学科的卓越人才对于我国的科技创新和经济发展至关重要。
三、申请计划的意义1. 培养一流的人才对物理学科的贡献物理学科卓越人才培养计划不仅可以培养出德才兼备的物理学人才,更能够提高我国物理学学科人才的结构和质量。
这些人才将成为推动物理学科研和教育的中坚力量,为提升学科综合实力做出贡献。
2. 推动我国物理学科的领先地位通过卓越人才培养计划,可以提高我国物理学科的教育和科研水平,增强国家的综合实力。
培养出一批具有国际竞争力的物理学人才,将有助于我国在物理学科的发展中占据领先地位,更好地参与国际科技竞争。
四、适合申请计划的原因1. 自身兴趣和擅长在大学期间,我就对物理学科产生了浓厚的兴趣,并且在相关课程中取得了较好的成绩。
我喜欢研究自然界中的规律和现象,对基本物理原理有着深厚的兴趣和认识。
2. 研究动机和愿景我希望通过深入研究物理学科,掌握先进的科研技术和方法,为我国科技创新做出自己的贡献。
我愿意为推动物理学科的发展,特别是在新材料、能源等领域的研究中做出自己的努力。
3. 个人能力和潜力在大学期间,我在物理学科方面已经取得了一定的成绩,并且积极参与各类科研项目和学术活动,培养了自己的实践能力和团队合作意识。
理工科类大学物理课程教学基本要求
理工科类大学物理课程教学基本要求物理学是研究物质的基本结构、基本运动形式、相互作用的自然科学。
它的基本理论渗透在自然科学的各个领域,应用于生产技术的许多部门,是其他自然科学和工程技术的基础。
在人类追求真理、探索未知世界的过程中,物理学展现了一系列科学的世界观和方法论,深刻影响着人类对物质世界的基本认识、人类的思维方式和社会生活,是人类文明发展的基石,在人才的科学素质培养中具有重要的地位。
一、课程的地位、作用和任务以物理学基础为内容的大学物理课程,是高等学校理工科各专业学生一门重要的通识性必修基础课。
该课程所教授的基本概念、基本理论和基本方法是构成学生科学素养的重要组成部分,是一个科学工作者和工程技术人员所必备的。
大学物理课程在为学生系统地打好必要的物理基础,培养学生树立科学的世界观,增强学生分析问题和解决问题的能力,培养学生的探索精神和创新意识等方面,具有其他课程不能替代的重要作用。
通过大学物理课程的教学,应使学生对物理学的基本概念、基本理论和基本方法有比较系统的认识和正确的理解,为进一步学习打下坚实的基础。
在大学物理课程的各个教学环节中,都应在传授知识的同时,注重学生分析问题和解决问题能力的培养,注重学生探索精神和创新意识的培养,努力实现学生知识、能力、素质的协调发展。
二、教学内容基本要求(详见附表)大学物理课程的教学内容分为A、B两类。
其中:A为核心内容,共74条,建议学时数不少于126学时,各校可在此基础上根据实际教学情况对A类内容各部分的学时分配进行调整;B为扩展内容,共51条。
1. 力学(A:7条,建议学时数≥14学时;B:5条)2. 振动和波(A:9条,建议学时数≥14学时;B:4条)3. 热学(A:10条,建议学时数≥14学时;B:4条)4. 电磁学(A:20条,建议学时数≥40学时;B:8条)5. 光学(A:14条,建议学时数≥18学时;B:9条)6. 狭义相对论力学基础(A:4条,建议学时数≥6学时;B:3条)7. 量子物理基础(A:10条,建议学时数≥20学时;B:4条)8. 分子与固体(B:5条)9. 核物理与粒子物理(B:6条)10. 天体物理与宇宙学(B:3条)11. 现代科学与高新技术的物理基础专题(自选专题)三、能力培养基本要求通过大学物理课程教学,应注意培养学生以下能力:1. 独立获取知识的能力——逐步掌握科学的学习方法,阅读并理解相当于大学物理水平的物理类教材、参考书和科技文献,不断地扩展知识面,增强独立思考的能力,更新知识结构;能够写出条理清晰的读书笔记、小结或小论文。
大学物理实验课程教学大纲
大学物理实验课程教学大纲“大学物理实验”课程是本科生进入大学后的第一门科学实验课程。
它在培养学生严谨的治学态度、活跃的创新意识、理论联系实际和适应科技发展的综合应用能力等方面具有无可替代的重要作用。
我校目前每年上大学物理实验课的学生多达五千人,三十三万人时以上。
在创建高水平大学和高素质人才中发挥着重要作用。
我校大学物理实验课程以培养学生实践能力、创新思维和创新能力为目标,围绕我校培养高素质拔尖人才的宗旨,建立了能激发学生学习兴趣、培养学生自主学习能力、实践能力、探究精神、创新思维、创新能力的物理实验课程体系、教学内容、教学模式和教学方法。
大学物理实验课程按四个层次(四级物理实验)分别面向全校各相关专业的学生开课。
每级物理实验的教学在一个学期内完成,四级物理实验分别对应着四个学期的物理实验教学。
一级物理实验(基础物理实验)必修一、教学目标及要求本级物理实验主要包含基本物理量的测量、基本实验仪器的使用、基本实验技能的训练和基本测量方法与误差分析等知识领域,涉及力学、热学、电磁学、光学、近代物理学等各个学科。
本级物理实验是大学物理实验的基础性、普及性实验,是本科生接受系统实验方法、实验技能训练的开端。
本课程面向理、工、文、商等各专业学生开课。
二、实验教学安排及教学内容1.第3周、第4周:绪论(1)物理实验课程在人才培养中的地位和作用(2)不确定度与数据处理2.第4周:配合不确定与数据处理的实验实验1. 单摆的设计和研究,实验2. 时间测量随机误差的分布规律实验3.第5周---16周:学生按课表大循环做实验每周完成下列实验中的1个实验,每个实验4学时。
“示波器测量时间”、“用天平测量质量”、“直流电表和直流测量电路”、“用热敏电阻测量温度”、“半导体温度计的设计与制作”、“声速的测量”、“直线运动与碰撞”、“钢丝杨氏模量的测量”、“切变模量的测量”、“固体比热容的测量”、“表面张力系数的测定”、“落球法测定液体的粘度”、“交流电及整流滤波电路”、“测量螺线管的磁场”、“透镜参数的测量”、“分光计的调节与使用(8学时)”、“干涉法测微小量”、“用密立根油滴实验测电子电荷”、“光电效应法测普朗克常量”4.第17周:考试按课表大循环学生自主设计完成一个实验,当场交实验报告。
浅谈大学生物理教学在人才培养中的作用
浅谈 大学生物理教学在 人才培 养中的作 用
马贺 沈 阳师 范 大学物 理 科 学与技 术 学 院
摘要 :大 学生物理教 学的 目的不仅 在于对 大学生进行全 面的物理知识教 育,更要 注重培 养大 学生的科 学素养和创新能
力 .本 文从 这 两 个方 面分 析 了大 学物 理 教 学在人 才培 养 中的 作 用。 关键 词 :大 学物 理 教 学 ;创新 能 力 ;科 学 素 养 I . 物 理 教 学有 助 于 培 养 学生 的科 学 素 养 大学 大 学 生 物 理 教学 不 仪 口以 对 大 学 生 进 行 全 面 的 物 理 知 识 J ‘ 教 育 ,而 且可 以逐 渐 地 培 养 起 学生 的 科 学 思 维 方 式 。 物 理 学
具有历史继承性 ,前人在探索 物理 规律和原理的过程中使用 了 很 多科 学 的 方 法 ,教 师 在 讲授 物 理 知 识 的 同 时 .前 辈们 的 研 究方法也会悉数传授给学生 ,使得学生枉 自主研 究问题 和 解决 问题 的时候可以有所借鉴 ,进而将其继承并发展成更科 学 的方 法 。可 见 ,大 学 生 在 学 习物 理 知 识 的 同时 , 也学 到 了 科学的思维方法,学到 了如何做学问 。 演绎 、归纳、统计 、猜测等都是物理 课程 中常用 的思维
( 接 第5 页) 上 9 彩 的 实践 作 业 ,让学生真正重视作业、热爱作业、享受作业
五 、英 语作业 布置要 适量 。
教师必 须严 格控制学生作业 总龉 。如果一昧追求数最 , ( )书 面作 、 I l 以记 忆 知识 为主 ,复 习语 法知 识 ,逐 步学 容易使学生 产生厌 学心理 ,采取 消极应 对 ,导致作业效能低 会运用所学的单 词 、句子。在教学实践 中.本人不 断尝 试多 下 。反之 ,过少 的作业 母 ,蜻蜓点水 ,则达不到巩 固和掌握 利 形式的作业布置。如单 阏接龙 、编故事 、 自己出考题等 , 目的 足 想 引起 学 生 的兴 趣 ,让 他 们 愿 意 花 时 间 做 作 业 、喜 欢 做作业 ,从中真正掌握了知识 。 ( 2)实 践 作业 就 是 想 方 设 法 让 学 生 主动 、大 胆 地 开 口说 英 语 .用 英语 。 如 自己 录 音 、小 组 对 话 、观 看 英 语 节 目等 , 使他们在不知不觉 中提高 了 自己的英语水平 ,学习英语的兴 趣 也会 因 此 被 大大 地 激 发 。
大学物理课程改革的探讨
大学物理课程对培养中学物理教师的重要性
大学物理课程对培养中学物理教师的重要性收稿日期:2019-01-21作者简介:周爱萍(1980-),女,山东蓬莱人,副教授。
自然科学是研究自然界物质形态、结构、性质和运行规律的科学,包括数学、物理学、化学、生物学、天文学和地球科学六大基础学科。
物理学的重要地位表现在以下几个方面:(1)从严格的综合科学体系来讲,物理学是其中最基础的学科之一;(2)物理学在激发学生的探索精神方面起着不可替代的作用;(3)物理学为进一步学习新理论、新技术奠定了坚实的理论基础。
[1]中学物理老师,作为初中生了解物理世界的领路人,必须具备三个基本素质,即身体素质、心理素质和科学素质,[2]专业知识和技能是科学素质的基础部分。
大学物理课程对中学物理教师(非物理专业)专业素质的培养起着至关重要的作用。
一、中学物理教师专业化培养目前的中学物理教师,大多是师专院校培养的师范生,即便只有专科的学历,但大学期间也比较系统地学习了普通物理学,即力学、热学、电磁学、光学和原子物理学。
自2012级本科生开始,不管是师范专业还是非师范专业,都需要通过考试才能获得教师资格证书。
也就是说,学师范的不一定去教学,不学师范的有可能会加入教师队伍。
理工科的学生,大部分会选择考取初中数学、物理或者化学的教师资格证,为自己将来择业多一种选择。
而要想成为一名优秀的中学物理老师,除了具备全面、丰富的教育理论知识、现代教育技术之外,更重要的是具备物理专业知识。
物理专业毕业的本科生,去中学担任物理教师,专业知识没有问题。
而非物理专业的本科生,大学期间只能通过大学物理、大学物理实验这些课程获取物理专业知识。
专业知识真有那么重要吗?是的,教师的专业水平不高,教学水平最多达到一定程度就饱和了,不可能太高。
[3]二、中学物理与大学物理之间的关系中学物理内容不多,但要教好这门课,老师必须具备扎实的物理专业基础。
只有自己真正懂得,在讲授的时候才能做到语言准确、精练。
比如说:“重力就是物体所受到的地球对它的吸引力”。
大学物理教学应满足时代对人才培养的要求
0前言胡锦涛在庆祝清华大学建校100周年大会上的讲话指出:要注重更新教育观念,把促进人的全面发展和适应社会需要作为衡量人才培养水平的根本标准,树立多样化人才观念和人人成才观念,树立终身学习和系统培养观念,造就信念执著、品德优良、知识丰富、本领过硬的高素质人才。
从胡总书记的讲话不难看出,人才的培养一定要适应社会发展的需要,并且人才的定位应该是多元化的。
大学物理课作为整个自然科学的基础,它的思想和研究方法几乎应用于自然科学和高新技术的每一个领域。
例如电磁学的研究,导致电力工业和无线电技术的发展;固体物理的研究导致了晶体管、集成电路和激光技术的产生;功能材料渗透工业和民用生活的各个角落;电子显微镜和扫描隧道显微镜更是物理学理论的直接应用;还有磁性材料的研究和磁阻技术的应用,极大地推动了计算机存储的发展等等。
可以说,掌握好物理学的知识、思维方法,是对当代科技人才的基本要求,尤其在培养创新人才方面具有其它学科无法替代的特殊作用[1]。
然而在大学物理教学的具体实践中常常出现理论与实际脱离,教学内容与现代科学技术发展不相适应的情况,课程讲授过于单调枯燥,导致学生在学习过程中积极性不高,普遍有厌学情绪,认为大学物理没有用处[2]。
1问题分析我们认为导致教学内容枯燥,教学内容与生活实际脱离,学生普遍厌学的根本原因是由于传统的教学模式和新世纪对人才培养的要求之间出现了一定的偏差,从而导致了以上现象的发生。
当今高校的学生无论是开放灵活的思维方式,“多元化”的发展定位还是更多渠道获取知识的途径,已经明显和80年代的学生有了很大的差别;当今高校的老师基本还是在传统教育模式下培养出来的,在采用的教学方式上必然受到传统教育方式的束缚;当今高校单一的评价制度与多样化人才培养的要求之间存在矛盾。
正是学生的需求与教师的教学方式和考核评价制度之间的矛盾,导致了授课内容枯燥、学生厌学情绪的发生,具体体现在大学物理教学上有以下几点:(1)单一的考核制度抑制了学生的创新积极性目前,随着科学技术的快速发展,很多学生无论是动手能力还是思维方式与上世纪80年代的学生已不可同日而语,由于他们的视野更加开阔,他们能够利用自己掌握的物理知识做一些小发明,而这些发明可能在短期内不能体现其价值,但一定程度上能够加速某些方面科技水平的提高或者对学生未来的工作产生深远的影响,并且这些事情都是有着非常积极的意义,然而高校在进行奖学金评定、保研时,或向用人单位推荐毕业生时,主要还是仅依据学生的在校成绩[3],因此学生只能被迫的学习,从而抑制了学生的创新积极性。
物理学的作用与意义
物理学的作用与意义物理学是一门基础科学,它研究的是物质运动的基本规律;不同的运动形式具有不同的运动规律,因而要用不同的研究方法处理,基于此,物理学又分为力学、热学、电磁学、光学和原子物理学等各个部分;按照物理学的历史发展又可以分为经典物理与近代物理两部分;近代物理是相对于经典物理而言的,泛指以相对论和量子论为基础的20世纪物理学;由于物理学研究的规律具有很大的基本性与普遍性,所以它的基本概念和基本定律是自然科学的很多领域和工程技术的基础;由于物理学知识构成了物质世界的完整图象,所以它也是科学的世界观和方法论赖以建立的基础;1、物理学是自然科学的带头学科物理学作为严格的、定量的自然科学的带头学科,一直在科学技术的发展中发挥着极其重要的作用;它与数学、天文学、化学和生物学之间有密切的联系,它们之间相互作用,促进了物理学及其它学科的发展;物理学与数学之间有深刻的内在联系;物理学不满足于定性地说明现象,或者简单地用文字记载事实,为了尽可能准确地从数量关系上去掌握物理规律,数学就成为物理学不可缺少的工具,而丰富多彩的物理世界又为数学研究开辟了广阔的天地;物理学与数学的关系密切,渊源流长;历史上有许多著名科学家,如牛顿、欧拉、高斯等,对于这两门科学都做出了重要贡献;19世纪末、20世纪初的一些大数学家如彭加勒、克莱因、希尔柏特等,尽管学术倾向不同,但都精通理论物理;近代物理学中关于混沌现象的研究也是物理学与数学相互结合的结果;物理学与天文学的关系更是密不可分,它可以追溯到早期开普勒与牛顿对行星运动的研究;现在提供天文学信息的波段已经从可见光频段扩展到从无线电波到X射线宽广的电磁波频段,已采用了现代物理所提供的各种探测手段;另一方面,天文学提供了地球上实验室所不具备的极端条件,如高温、高压、高能粒子、强引力等,构成了检验物理学理论的理想的实验室;因此,几乎所有的广义相对论的证据都来自天文观测;正电子和μ子都是首先在宇宙线研究中观测到的,为粒子物理学的创建做出了贡献;热核反应理论是首先为解释太阳能源问题而提出的,中子星理论则因脉冲星的发现得到证实,而现代宇宙论的标准模型——大爆炸理论,是完全建立在粒子物理理论基础上的;物理学与化学本是唇齿相依、息息相关的;化学中的原子论、分子论的发展为物理学中气体动理论的建立奠定了基础,从而能够对物质的热学、力学、电学性质做出满意的解释;而物理学中量子理论的发展,原子的电子壳层结构的建立又从本质上说明了各种元素性质周期性变化的规律;量子力学的诞生以及随后固体物理学的发展,使物理学与化学研究的对象日益深入到更加复杂的物质结构的层次,对半导体、超导体的研究,愈来愈需要化学家的配合与协助,在液晶科学、高分子科学和分子膜科学取得的进展是化学家、物理学家共同努力的结果;另一方面近代物理的理论和实验技术又推动了化学的发展;物理学在生物学发展中的贡献体现在两个方面:一是为生命科学提供现代化的实验手段,如电子显微镜、X射线衍射、核磁共振、扫描隧道显微镜等;二是为生命科学提供理论概念和方法;从19世纪起,生物学家在生物遗传方面进行了大量的研究工作,提出了基因假设;但是,基因的物质基础问题,仍然是一个疑问;在本世纪40年代,物理学家薛定谔对生命的基本问题感兴趣,提出了遗传密码存储于非周期晶体的观点,由于在他的小册子生命是什么中对此进行了阐述而广为人知;40年代,英国剑桥大学的卡文迪什实验室开展了对肌红蛋白的X射线结构分析,经过长期的努力终于确定了DNA脱氧核糖核酸的晶体结构,揭示了遗传密码的本质,这是20世纪生物科学的最重大突破;分子生物学已经构成了生命科学的前沿领域,生物物理学显然也是大有可为的;2、物理学是现代技术革命的先导一般说来,物理学与技术的关系存在两种基本模式:其一是由于生产实践的需要而创建了技术,例如18世纪至19世纪蒸汽机等热机技术,然后提高到理论上来,建立了热力学,再反馈到技术中去,促进技术的进一步发展;其二是先在实验室中揭示了基本规律,建立比较完整的理论,然后再在生产中发展成为一种全新的技术;19世纪电磁学的发展,提供了第二种模式的范例;在法拉第发现电磁感应和麦克斯韦确立了电磁场方程组的基础上,产生了今日的发电机、电动机、电报、电视、雷达,创建了现代的电力工程与无线电技术;正如美籍华裔物理学家李政道所说:“没有昨日的基础科学就没有今日的技术革命”;在当今世界中,第二种模式的重要性更为显著,物理学已成为现代高技术发展的先导与基础学科;反过来,高技术发展对物理学提出了新的要求,同时也提供了先进的研究条件与手段;所谓高技术指的是那些对社会经济发展起极大推动作用的当代尖端技术;下面就物理学的基础研究在当前最引人注目的高技术,即核能技术、超导技术、信息技术、激光技术、电子技术中所起的突出作用,作一概略的介绍;能源的获取和利用是工业生产的头等大事,20世纪物理学的一项重大贡献就在于核能的利用,这可以说是由基础研究生长出来的一项全新的技术;1905年爱因斯坦质能关系式的提出,确立了核能利用的理论基础;物理学家1932年发现中子,1939年发现在中子引起铀核裂变时可释放能量,同时有更多的中子发射,于是提出利用“链式反应”来获得原子能的概念;40年代,根据重核裂变能量释放的原理,建立了原子反应堆,使核裂变能的利用成为现实;50年代,根据轻核在聚变时能量释放的原理,设计了受控聚变反应堆;聚变能不仅丰富,而且安全清洁;可控热核聚变能的研究将为解决21世纪的能源问题开辟道路;在能源和动力方面,可以无损耗地传输电流的超导体的广泛应用,也可能导致一场革命;1911年荷兰物理学家昂尼斯Onners发现纯的水银样品在附近电阻突然消失,接着又发现其它一些金属也有这样的现象,这一发现开辟了一个崭新的超导物理领域;1957年BCS理论进一步揭示超导电性的微观机理,1962年约瑟夫森效应的发现又将超导的应用扩展到量子电子学领域;在液氦温区1K~工作的常规超导体所绕成的线圈已在加速器、磁流体发电装置及大型实验设备中用来产生强磁场,可以节约大量电能;在发电机和电动机上应用超导体,已经制成接近实用规模的试验性样机;由于这些成功的应用,再加上超导储能、超导输电和悬浮列车等的应用,可以看到高温超导体具有广阔的应用前景;自从1987年美籍华裔物理学家朱经武和中国科学院赵忠贤等人发现液氮温区63K~80K的高温超导体问世以来,超导材料的实用化已取得较大进展,它在大电流技术中的应用前景是最激动人心的;信息技术在现代工业中的地位日趋重要,计算技术、通信技术和控制技术已经从根本上改变了当代社会的面貌;如果说第一次工业革命是动力或能量的革命,那么第二次工业革命就是信息或负熵的革命;人类迈向信息时代,面对着内容繁杂、数量庞大、形式多样的日趋增值的信息,迫切要求信息的处理、存储、传输等技术从原来依赖于“电”的行为,转向于“光”的行为,从而促进了“光子学”和“光电子学”的兴起;光电子技术最杰出的成果是在光通信、光全息、光计算等方面;光通信于60年代开始提出,70年代得到迅速发展,它具有容量大、抗干扰强、保密性高、传输距离长的特点;光通信以激光为光源,以光导纤维为传输介质,比电通信容量大10亿倍;一根头发丝细的光纤可传输几万路电话和几千路电视,20根光纤组成的光缆每天通话可达万人次,光通信开辟了高效、廉价、轻便的通信新途径;以光盘为代表的信息存储技术具有存储量大、时间长、易操作、保密性好、低成本的优点,光盘存储量是一般磁存储量的1000倍;新一代的光计算机的研究与开发已成为国际高科技竞争的又一热点;21世纪,人类将从工业时代进入信息时代;激光是20世纪60年代初出现的一门新兴科学技术;1917年爱因斯坦提出了受激辐射概念,指出受激辐射产生的光子具有频率、相、偏振态以及传播方向都相同的特点,而且受激辐射的光获得了光的放大;他又指出实现光放大的主要条件是使高能态的原子数大于低能态的原子数,形成粒子数的反转分布,从而为激光的诞生奠定了理论基础;50年代在电气工程师和物理学家研究无线电微波波段问题时产生了量子电子学;1958年汤斯等人提出把量子放大技术用于毫米波、红外以及可见光波段的可能性,从而建立起激光的概念;1960年美国梅曼研制成世界上第一台激光器;经过30年的努力,激光器件已发展到相当高的水平:激光输出波长几乎覆盖了从X射线到毫米波段,脉冲输出功率达1019W/cm2,最短光脉冲达6×10-15s等;激光成功地渗透到近代科学技术的各个领域;利用激光高亮度、单色性好、方向性好、相干性好的特点,在材料加工、精密测量、通信、医疗、全息照相、产品检测、同位素分离、激光武器、受控热核聚变等方面都获得了广泛的应用;电子技术是在电子学的基础上发展起来的;1906年,第一支三极电子管的出现,是电子技术的开端;1948年物理学家发明了半导体晶体管,这是物理学家认识和掌握了半导体中电子运动规律并成功地加以利用的结果,这一发明开拓了电子技术的新时代;50年代末发明了集成电路,而后集成电路向微型化方向发展;1967年产生了大规模集成电路,1977年超大规模集成电路诞生;从1950年至1980年的30年中,依靠物理知识的深化和工艺技术的进步,使晶体管的图形尺寸线宽缩小了1000倍;今天的超大规模集成电路芯片上,在一根头发丝粗细的横截面积上,可以制备40个左右的晶体管;微电子技术的迅速发展使得信息处理能力和电子计算机容量不断增长;40年代建成的第一台大型电子计算机,自重达30t,耗电200kW,占地面积150m2,运算速度为每秒几千次,而在今天一台笔记本电脑的性能完全可以超过它;面对超大规模电路中图形尺寸不断缩小的事实,人们已看到,半导体器件基础上的微电子技术已接近它的物理上和技术上的极限;要求物理学家从微结构物理的研究中,制造出新的能满足更高信息处理能力要求的器件,使微电子技术得到进一步发展;3、物理学是科学的世界观和方法论的基础物理学描绘了物质世界的一幅完整的图象,它揭示出各种运动形态的相互联系与相互转化,充分体现了世界的物质性与物质世界的统一性,19世纪中期发现的能量守恒定律,被恩格斯称为伟大的运动基本定律,它是19世纪自然科学的三大发现之一及唯物辩证法的自然科学基础;著名的物理学家法拉第、爱因斯坦对自然力的统一性怀有坚强的信念,他们一生始终不渝地为证实各种现象之间的普遍联系而努力;物理学史告诉我们,新的物理概念和物理观念的确立是人类认识史上的一个飞跃,只有冲破旧的传统观念的束缚才能得以问世;例如普朗克的能量子假设,由于突破了“能量连续变化”的传统观念,而遭到当时物理学界的反对;普朗克本人由于受到传统观念的束缚,在他提出能量子假设后多年,长期惴惴不安,一直徘徊不前,总想回到经典物理的立场;同样,狭义相对论也是爱因斯坦在突破了牛顿的绝对时空观的束缚,形成了相对论时空观的基础上建立的;而洛伦兹由于受到绝对时空观的束缚,他提出了正确的坐标变换式,但不承认变换式中的时间是真实时间,一直提不出狭义相对论;这说明正确的科学观与世界观的确立,对科学的发展具有重要的作用;物理学是理论和实验紧密结合的科学;物理学中很多重大的发现,重要原理的提出和发展都体现了实验与理论的辩证关系:实验是理论的基础,理论的正确与否要接受实验的检验,而理论对实验又有重要的指导作用,二者的结合推动物理学向前发展;一般物理学家在认识论上都坚持科学理论是对客观实在的描述,著名理论物理学家薛定谔声称物理学是“绝对客观真理的载体”;综上所述,通过物理教学培养学生正确的世界观是物理学科本身的特点,是物理教学的一种优势;要充分发挥这一优势,提高自觉性,把世界观的培养融会到教学中去;一个科学理论的形成过程离不开科学思想的指导和科学方法的应用;正确的科学思维和科学方法是在人的认识途径上实现从现象到本质,从偶然性到必然性,从未知到已知的桥梁;科学方法是学生在学习过程中打开学科大门的钥匙,在未来从事科技工作时进行科技创新的锐利武器,教师在向学生传授知识时,要启迪引导学生掌握本门课程的方法论,这是培养具有创造性人才所必须的;。
最新大学物理学习心得体会
大学物理是工科院校学生必修的一门重要根底课、学位课程。
它对培养人才的素质有着极其重要的影响。
1.注重新概念、新内容的学习。
从教学内容和要求看,物理学习到了大学阶段确实出现了一次飞跃,或者说上了一个台阶。
客观地讲,这个台阶的梯度不能算小。
这就形成了物理难懂难学的现实。
大学物理的内容不是中学内容的重复或简单的扩展,而是在概念上深化、理论上进步,螺旋式上升。
有许多新概念出现,如角动量、热学中的“熵〞、量子化、能带等。
既学习质点的运动,又研究多粒子体系。
用爱因斯坦相对论的时空观代替了牛顿的绝对时空观。
量子理论取代了能量连续的看法。
从宏观到微观,从低速到高速,从经典到近代,大学物理的内容把同学们带向一个又一个美妙而又神奇的物质世界。
对这些新概念、新内容,从一开始就要给予充分的理解和足够的重视。
学习过程,实际上就是智慧才能的开展过程。
问题要一个一个的解决,知识要一点一点的积累。
不要等问题成了堆,然后坐山兴叹:物理难懂难学也!2.培养高等数学来考虑、处理物理问题的才能。
假设硬要把中学物理和大学物理做个比较的话,我要说,中学主要解决“恒〞的问题,如物体在恒力作用下的运动,恒力的功等等;大学主要处理“变〞的问题,如变力的冲量,变力的功等等。
从数学的角度来说,中学物理是用初等数学解题,而大学物理趋向于用高等数学解题。
不少学生不适应这种变化,还停留时间在原来的认识程度上。
他们只习惯于把中学的思维、中学的方法生搬硬套到新的物理情境中来,不擅长变换认识问题的角度,不擅长改变解决问题的方式。
不少同学只会用初等数学来处理问题,往往不能正确地用高等数学特别是微积分来表达和分析物理问题。
同学们经常把矢量当标量、把变量当常量、把积分运算用代数运算来代替等等。
尽管教师反复强调,但仍有不少学生仍按原来的思路去分析、处理问题,这是思维定势的消极影响,给物理学习带来了障碍。
数学不仅是一种计算工具,更是对物理现象进展抽象、概括的表现手段。
在大学物理中,许多概念和规律都是用高等数学的形式表达出来的。
大学物理实验在培养科技创新人才中的重要作用
44大学物理作为理科的一门基础性学科"对学生学习能力 的培养和逻辑思维的养成有着重要的影响# 同时物理是一 门操作性很强的学科"物理的学习离不开物理实验"大学物 理实验作为一门理工科学生必修的通识教育课程"对培养科 技创新人才有着重要作用#
一大学物理教学中引入实验教育存在的问题 一 侧重对专业知识传授忽视对学生专业能力培养 高校目前的物理课堂教学内容"以传授学生基础知识为 主"这种课堂教学 方 式 学 生 往 往 使 学 生 较 为 被 动" 学 习 问 题 的积极性不高"一部分大学教师的创新思路狭窄"创造性意 识不强"很大程度 上 直 接 影 响 大 学 生 自 主 创 新 能 力 的 发 展" 造成部分学生创新思维思路滞塞# 而且现在高校对学生专 业评价的成绩标准"主要指向学生的专业学习成绩"这会导 致部分学生片面追求专业课学习成绩"忽视对其他专业能力 的培养"尤其是课 外 能 力 的 综 合 性 发 展" 使 学 生 产 生 自 主 动 手工作能力意识不强"实践课外活动组织能力薄弱等问题# 二 硬件设施不到位 硬件设施条件要求是组织开展"高校大学生信息科技专 业"创新实践活动的重要基础物质条件保证# 科研经费投入 不足"确实是一个 阻 碍 科 技 创 新 的 重 大 技 术 问 题" 像 大 学 生 在学习发明过程中的小产品发明$小作品制作等"这些发明 活动必须通过反复进行实验与研究"才可能真正达到最终的 发明制作成果要求# 缺乏科研经费的前期研究投入"科研经 费问题无法得到充分解决"硬件基础设施很难安装到位"导 致学生的物理创新实验难以实现# 三 学生参与度不高 部分学校存在实验室不足的现象"加上师生对实验课的 重视程度不顾"部分实验操作起来存在一定的难度"阻碍学 生进行有效的实验操作# 随着信息技术的发展"很多教师在 教学中采取多媒体演示的方式取代实际操作"因而在实际操 作中学生的参与度往往是不高的"导致很多大学生的物理实 验缺乏标准性和创新性# 二大学物理教学中引入实验教育的必要性 一 有利于学生的全面发展 大学物理在理科学生的课程设置上占有较大的比重"大
物理学人才定位
物理学人才定位
1. 科学家和研究员:物理学人才可以从事基础科学研究,探索自然界的基本规律和现象。
他们在实验室进行实验、理论分析和数值计算,以推动物理学领域的前沿发展。
2. 工程师:物理学人才在工程领域也有广泛的应用。
他们可以参与设计、开发和应用各种技术和设备,如电子设备、通信系统、能源技术、医疗设备等。
3. 教育家:物理学人才可以选择从事教育工作,将自己的知识传授给学生。
他们可以在大学、中学或其他教育机构教授物理学课程,培养未来的科学家和工程师。
4. 科研管理者:一些物理学人才可以担任科研机构或实验室的管理职务,负责组织和协调研究项目,管理研究团队,以及争取研究资源。
5. 企业家:物理学人才也可以将自己的技术和创新转化为商业机会,创办科技公司或参与创业项目。
他们可以将物理学的应用拓展到产业领域,推动技术创新和经济发展。
6. 政策制定者:物理学人才在政策制定和公共事务中也能发挥作用。
他们可以提供科学咨询和建议,参与环境保护、能源政策、科技发展等领域的决策。
总之,物理学人才在科学研究、工程技术、教育、管理、创业和政策等领域都有广泛的定位和发展机会。
他们的专业知识和技能使他们能够在各个领域做出重要贡献。
物理实验对人才培养目标
物理实验对人才培养目标从小学到大学,物理实验一直是人才培养的重要环节之一。
通过物理实验,学生不仅可以亲身感受物理现象,还能培养观察力、实践能力和解决问题的能力。
以下是几个方面展示物理实验对人才培养目标的重要性。
一、培养观察力和实践能力物理实验中,学生需要仔细观察实验现象,探索其中的规律。
例如,在学习光学实验时,学生会发现光的折射和反射现象,并且能通过实验找到折射和反射的规律。
这种观察和实践的过程,可以培养学生的观察力和实践能力。
观察力是人们观察和发现问题的能力,而实践能力是人们运用所学知识解决实际问题的能力。
这些能力对于学生的综合素质培养至关重要。
二、培养解决问题的能力物理实验的过程中,学生需要根据已有的理论知识,运用实验方法解决问题。
例如,在学习力学实验时,学生通过实验测量物体的质量和力的大小,然后计算物体的加速度和力的大小。
这个过程不仅要求学生具备一定的数学基础,还需要他们运用所学的物理知识解决问题。
通过这样的实验,学生能够培养解决问题的能力,提高分析和推理的能力。
三、培养团队合作能力物理实验往往需要多人合作完成,这可以培养学生的团队合作能力。
在实验中,学生需要相互配合,共同完成实验任务。
例如,在学习电路实验时,学生需要组队完成电路的搭建和测量。
这个过程中,学生需要相互交流、协调和合作,共同解决实验中遇到的问题。
通过这样的实验,学生能够培养团队合作能力,提高沟通和协作的能力。
物理实验对人才培养目标具有重要影响。
通过物理实验,学生能够培养观察力和实践能力,提高解决问题的能力,并培养团队合作能力。
因此,物理实验应成为人才培养的重要环节,为学生全面发展和未来的学习和工作打下坚实的基础。
将前沿科技成果引入大学物理教学中促进应用型人才科学素养
将前沿科技成果引入大学物理教学中促进应用型人才科学素养【摘要】引入前沿科技成果到大学物理教学中,可以促进学生的科学素养和应用型人才的培养。
通过引入最新的科技成果,可以激发学生的学习兴趣,拓展他们的思维和创新能力。
加强实践操作的培养,提升学生解决实际问题的能力,通过具体案例分析,培养学生应用科学知识的能力。
这样不仅可以增强学生的实践能力,也可以提高他们解决问题的能力。
最终,将前沿科技成果引入大学物理教学中,不仅可以提高应用型人才的科学素养,也可以对社会发展起到积极的推动作用,进一步完善大学物理教学体系,提升人才培养质量。
这种做法对于推动科学技术的发展和社会的进步具有重要的意义。
【关键词】前沿科技成果、大学物理教学、应用型人才、科学素养、思维开拓、创新能力、实践操作能力、解决问题能力、案例分析、社会发展、人才培养、教学体系、人才培养质量1. 引言1.1 前沿科技成果在大学物理教学中的重要性前沿科技成果作为当今社会发展的重要动力之一,对于大学物理教学的重要性不言而喻。
随着科技的不断进步,新的科学理论和技术不断涌现,这些前沿科技成果不仅推动着社会的发展,也影响着大学物理教学的内容和教学方法。
将前沿科技成果引入大学物理教学中可以帮助学生更好地理解和应用物理原理,促进他们在科学素养和创新能力方面的提升。
前沿科技成果为大学物理教学提供了最新的教学资源和案例。
通过教授最新的科技成果,学生可以了解到科学领域的最新进展和应用,激发他们对物理学习的兴趣和探索欲望。
这也能够帮助学生更好地理解物理原理和概念,将抽象的理论联系到实际应用中。
前沿科技成果可以激发学生的思维开拓和创新能力。
通过引入前沿科技成果,学生不仅能够了解到目前科技领域的热点问题和挑战,还可以通过思考和分析不断拓展自己的思维,培养创新意识和解决问题的能力。
这对于培养应用型人才至关重要,能够帮助他们在实际工作中灵活应对各种挑战和问题。
前沿科技成果在大学物理教学中的重要性不容忽视。
重视物理基础教育,提高高等学校的人才培养质量
地 位 和 作 用
在 国民科学 素 质 的培 养 中 , 基 础 科学 教 育 , 包
括物 理教 育 有 其 独 特 的地 位 . …… 求 新 、 求 美、 求
真, 良好 的科 学气 质 , 是 物 理学 对 于人 文 精 神 的贡 献. 因此 物理 学 不 但 作 为 一 门学 科 知 识 推 动 了社 会前 进 , 更作 为一 种 人 文 的大 科 学 引领 了公 民素 质提 高 ” ( 摘 自中 国科 学 院《 2 0 0 7科 学 发 展 报 告 》 中沈 学 础 、 甘子钊 、 贺贤土、 杨 国桢 、 朱邦芬 、 杨 福 家、 郑厚 植 、 李家明、 匡定 波 、 葛 墨林 、 陶瑞 宝 、 邢定 钰 等 院士 的文 章 “ 关 于 基 础 科 学 教 育 与 人 才 培 养
物 理 与工程
V o 1 . 2 3 No . 1 2 0
提 高 高等 学校 的人 才培 养 质量
李 师 群 ( 清 华大 学物 理 系 , 北京 1 0 0 0 8 4 )
( 收 稿 日期 : 2 O 1 2 — 1 I - i 2 )
替 代 的基 石 , 应 该 在 教 育 中扮 演 最 主要 的 角 色 ” . 我 国的科 学 家 也 指 出 :“ 物理学 曾经是, 现在是 ,
物 理基 础课 程 教 学 , 对 于 青 年 学 生 的全 面 成 长 起
将来也依 然 是支 撑所 有科 学 技术 的基础 科学.
… …
在 整体 上有 大 幅 度 的提 高 . 面 对科 学技 术 的 飞 速 发 展 和知识 更 新 速度 的不 断 加 快 , 科 学 素 质 的 重 要 性 变得越 来 越 突 出. 因 为 有 的 知识 随着 科 学 的
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
所表现出的性质是它的不确定性和满足统计性。
它主要来自以下几个方面: ①环境:气流、温度的扰动或起伏;环境中杂散电磁场的存在; 噪声的存在。
②人的感官的限制(听、视、触觉)
偶然误差的特点是随机性。也就是说在相同条件下,对同 一物 理量进行多次重复测量,每次测量的误差的大小和正负无法预知, 纯属偶然。但是实践和理论证明,如果测量次数足够多的话,大 部分测量的随机误差都服从一定的统计规律。本书只着重介绍随 机误差的正态分布。 1)正态分布的特征与数学表达 遵从正态分布的随机误差有以下几点特征: (1)单峰性。绝对值大的误差出现的可能性(概率)比绝对值小 的误差出现的概率小。 (2)对称性。绝对值相等的正负误差出现的机会均等,对称分布 于真值的两侧。 (3)有界性。在一定的条件下,误差的绝对值不会超过一定的限 度。 n (4)抵偿性。当测量次数很多时, Lim i 0 随机误差的算术平均值趋于零,即 n
(4)测量结果
测量的结果应包括数值、单位、以及结果可信
赖的程度。三者缺一不可。否则,所表示的测量结 果无任何物理意义。
2、真值与误差 (1)真值: 待测物理量,在一定条件下,所具有的客观值 的大小。(它不会因测量手段而改变) 下列几种情况可视为真值: (a)理论值:如三角形内角和180˚ (b)公认值:如普朗克常数 (c)计量学约定真值:计量部门约定的长度、 时间、质量等。如当地重力加速度g (d)相对真值:用准确度度高一个数量级 的仪 器校准的测量值。
粗大误差:将会引起测量失败,必须避免!
测量结果和误差估算
1、直接测量的标准差
测量列: x1 , x2 , x3 xn
标准差:
2 ( x ) i i 1
n
n
但真值μ不知道,改用算术平均值 实验标准差
x
x
i
得
(x
i 1
n
x )2
n 1
对任一次测量,其误差出现在区间(–x,x) 内的概率为68.3%。
物理实验课的主要教学环节
扣罚分规定: 不按规定时间做实验者扣30分,不按时交报告者 扣20分; 抄袭、篡改、拼凑实验数据一律记零分; 迟到5分钟内扣10分,5分钟以上扣20分,30分钟 以上不得进入实验室; 预习报告未完成扣20分,预习报告马虎者扣5-10 分;
报告写法:书上P2
跨入精彩的物理殿堂
——如何学好普通物理实验课
正确把握实验的三个环节
预习
查、看、写 观察、记录、思考 数据处理、现象解释 实验结果、问题讨论
实验过程 实验报告
物理实验课的主要教学环节
物理实验室在B5栋B座二、三楼。晚上上课时间为6: 30分,不随学校作息时间改变。 物理实验示范中心网站地址: http://202.38.193.234/phylab/
绪 论
主讲: 马在光
密立根在1923年获诺贝尔奖时说: “科学靠两条腿走路,一是理论, 一是实验。有时一条腿在前面,有时 另一条腿走在前面。但只有使用两条 腿,才能前进。在实验过程中寻找新 的关系,上升为理论,然后再在实践 中加以检验。”
ROBERT ANDREWS MILLIKAN 1868-1953
4m 2 f (m, d , h) d h
4 l g 2 f (l , T ) T
量条件的改变以及 测量者素质的参差都会造成测量结果的变化。
当同一个人、用同样的方法、使用同样的仪器并 在相同的条件下对同一物理量进行的多次测量,叫做 等精度测量。
①仪器误差:仪器本身的缺陷或没有按规定使用仪器造成的。 如: 仪器精度的限制、仪器未调整到位、仪器磨损等。 ②方法误差:测量理论的近似性和不完善。 ③环境误差:外界环境未达到测量要求。 如;光照、电磁场、温度等。(这里注意第一 句话的意义,不要视为客观环境的扰动) ④人为误差:实验者的感官和习惯。
偶然误差:在测量过程中一些随机的或不确定的因素引起的。
1、测量和测量结果表示
测量:将待测物的某物理量与相应的标准量做定 量比较。 方法有两种 (1)直接测量 (2)间接测量
(1)直接测量: 将待测量与预先选定好的仪器、量具比较, 直接从仪器中读出待测量的大小 (2)间接测量: 将待测量表示成另外几个可直接测量的量的函 数,根据直接测量量通过函数计算,得出待测量。 例:
基础物理精品课程网站(含教学论坛): http://202.38.193.234/physics/
物理实验课的主要教学环节
实验成绩的评定 平时实验报告成绩(绪论课作业算一次 实验)70%,期末考试30% 实验报告评分点包括:预习报告检查及 问答老师提问、课堂操作、数据记录及 误差处理、实验结果及作图、综述讨论 及思考题等。如有创新点将格外加分。
i 1
偶然误差遵循的统计规律: 偶然误差分布函数(高斯分布、正态分布):
1 x 2 f(x) exp 2 2 2
对应正态分布的图:
5、测量的正确度、精密度、准确度 如图所示:
a)正确度高、 精密度低
(b)精密度高、 正确度低
(c)精密度高、 正确度高
四个问题
1、如果我不想当科学家,大学物理实验课对我有用吗? A 打工 B 创业
2、上课要求?
3、成绩评定?
4、上课时间?
物理实验教学中心简介
30名实验教师中教授5人,副教授(或高级 实验师)20人。具有博士学位教师占87%。 2006年获批为广东省物理实验教学示范中心。 开设实验内容:基础物理实验;综合和近代 物理实验;设计性和研究性实验。仪器设备 总资产1200万元。
(2)绝对误差:
∆X= X- μ
测量值 真值
(3)相对误差
100m 差1cm
10m差1cm
谁更准?
E
x
100 %
4、误差的分类 根据产生误差的原因和误差所表现出的性 质,将误差分为三类: 系统误差 偶然误差 --正确度 --精密度 --合称准确度 粗大误差
系统误差的来源主要有以下几方面:
算术平均值
的标准偏差为:
真值处于区间 ( x x , x x ) 的概率为68.3%。