《大学物理实验CII》课程教学大纲
一、课程基本信息
1．课程编号：11121012
2．课程类别：实践教学
3．课程性质：一般必修
4．学时/学分：32/1
5．先修课程：高等数学AI、大学物理、大学物理实验CI
6．适用专业：房建、道桥、地下空间、桥渡、建环、交工
二、课程目标及学生应达到的能力
2.1课程简介
《大学物理实验CII》是高等理工科院校对学生进行科学实验基本训练的必修基础课程，是本科生接受系统实验方法和实验技能训练的开端。
2.2课程目标
通过《大学物理实验CII》的学习，能够完成符合规范要求的设计性、综合性内容的实验，进行初步的具有研究性或创意性内容的实验；能够在实验中发现问题、分析问题并学习解决问题的科学方法，逐步提高学生综合运用所学知识和技能解决实际问题的能力；激发学生的学习主动性，使学生掌握实验研究的基本方法，提高学生的分析能力和创新能力。
2.3能力要求
通过本课程的学习，巩固学生在基础性实验阶段的学习成果、开阔学生的眼界和思路，提高学生对实验方法和实验技术的综合运用能力。使学生了解科学实验的全过程、逐步掌握科学思想和科学方法，学习独立实验和运用所学知识解决给定的问题。培养学生理论联系实际和实事求是的科学作风，认真严谨的科学态度，积极主动的探索精神，遵守纪律，团结协作，爱护公共财产的优良品德，实现毕业指标点4.3评价与应用和8.2团队合作的要求。
三、课程教学内容与学时分配
《大学物理实验CII》是综合、设计性实验（含近代物理实验），是由附录一序号9-29中选10个实验。共32学时。
总体上以“放手、启发、指导”为主，多引导学生对实验现象的观察、分析，实验方案设计的指导。通过这一层次的学习使学生逐步具备：通过在自己预习的基础上，独立操作较复杂精密仪器的能力、分析复杂实验现象的能力、排除实验故障的能力；完成根据给定的实验题目、要求和实验条件的设计性实验方案设计的能力，基本独立完成设计性实验全过程的能力。
附录一 实验（特殊情况下实验项目会有所调整）
实验名称 |
具体内容与目标 |
目标 |
学时☆ |
验证 |
设计 |
综合 |
基本实验层次——第一层次 |
1、照相底片密度的测量
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1．学习读数显微镜的使用。（掌握） 2．测量照相底片的密度。（掌握） 3．学习误差分析与选择仪器。（掌握） 4．复习游标卡尺、螺旋测微器的使用。 |
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3 |
2、用拉伸法测金属丝的杨氏模量 |
1．用静态拉伸法测金属丝杨氏模量。（掌握） 2．学习使用光杠杆法测微小长度变化的原理和方法。（掌握） 3．学会用逐差法处理数据。（掌握） 4．学习合理选择仪器，减小测量误差。（掌握） |
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3 |
3、冷却法测量金属的比热容 |
1．以铜为标准样品，测定铁、铝样品在100℃时的比热容。（掌握） 2．学习用热电偶测温。（掌握） 3．控制实验条件测量金属比热容。（掌握） |
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3 |
4、液体的表面张力系数测量 |
1．学习传感器的定标方法。（掌握） 2．测量纯水或其它液体的表面张力系数。（掌握） 3．学习用Origin软件处理实验数据。（掌握） 4．观察拉脱法测液体表面张力的物理过程和物理现象，并用物理学基本概念和定律进行分析和研究，加深对物理规律的认识。 |
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√ |
3 |
5、偏振光分析 |
1．学习起偏、检偏方法，验证马吕斯定律。（掌握） 2．检验光的偏振状态，并观测线偏振光通过波晶片后偏振光强分布。（掌握） 3．学习激光功率计的使用。（掌握） |
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3 |
6、分光计的调节和使用 |
1．学习分光计的原理和构造。（掌握） 2．学习分光计的调节和使用。（掌握） 3．测定三棱镜的顶角。（掌握） |
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3 |
7、集成霍尔传感器的特性测量与应用 |
1．学习集成霍耳传感器的工作原理。（掌握） 2．用通电螺线管中心点处磁感应强度的理论计算值校准集成霍耳传感器的灵敏度。（掌握） 3．测量螺线管内磁感应强度沿螺线管中轴线的分布，并与相应的理论曲线比较。（掌握） 4．学习补偿法。（掌握） |
√ |
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3 |
8、示波器的使用 |
1．学习示波器的使用。（掌握） 2．用示波器测量波形的周期、电压。（掌握） 3．观测李萨如图形。（掌握） 4．学习低频信号发生器的使用。（掌握） |
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3 |
9、声速的测定 |
1．用共振干涉法测量声音在空气中的传播速度并与理论值比较。（掌握） 2．用相位比较法测量声音在空气中的传播速度并与理论值比较。（掌握） 3．进一步学习示波器的使用。（掌握） |
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3 |
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综合、设计性实验层次——第二层次 |
10、用玻尔共振仪研究受迫振动 |
1．研究受迫振动的幅频特性和相频特性，测定受迫振动的幅频特性和相频特性曲线。（掌握） 2．研究不同阻尼力距对受迫振动的影响，测定阻尼系数β；观察共振现象。（掌握） 3．用频闪法测定运动物体的某些量。（掌握） |
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3 |
11、用密立根油滴仪测油滴电荷 |
1．学习实验简明巧妙的设计思想，启发思维。（了解） 2．测量基本电荷的电量，加深对电荷“量子性”的理解。（掌握） 3．训练实验者严谨求实的实验态度和工作作风。（掌握） 4．适当介绍该实验在物理学史上的作用。（了解） |
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3 |
12、夫兰克一赫兹实验 |
1．测定氩原子等元素的第一激发电位（即中肯电位）。（掌握） 2．理解原子能级的存在。（了解） 3．适当介绍该实验在物理学史上的作用。（了解） |
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3 |
13、液晶电光效应综合实验 |
1．液晶的电光特性测量．测得液晶的阀值电压和关断电压。（掌握） 2．液晶的时间特性实验，测量液晶的上升时间和下降时间。（掌握） 3．液晶的视角特性测量实验。（掌握） 4．液晶的图像显示原理实验。（了解） 5．学习数字示波器的使用。（掌握） |
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3 |
14、用分光计研究衍射光栅特性 |
1．用分光计，研究汞灯光谱。（掌握） 2．测定所能测到的全部汞灯谱线，并与参考值比较。（掌握） 3．根据实验室提供的仪器，完成上述内容。自行设计实验实施方案（写出实验步骤，写出要测量的量，自拟数据记录和数据处理表格) 。（掌握） |
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√ |
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3 |
15、用CCD观测单缝衍射光强分布 |
1．学习用数字示波器观测光学量和定标等测量手段。（掌握） 2．测量单缝夫琅禾费衍射的相对光强分布，并与理论值比较。（掌握） 3．衍射法测量细丝直径衍射法测量细丝直径。（掌握） |
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√ |
3 |
16、磁性材料基本特性的研究（二） |
1．自搭测量电路。（掌握） 2．利用示波器观察并测量样品的磁化曲线与磁滞回线。（掌握） 3．求解样品的主要物理量矫顽磁力、剩磁，并对其的理解。（掌握） 4．学习用示波器测量非电学量的思路。（掌握） |
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3 |
17、太阳电池伏-安特性测量（计算机数据采集实验） |
1．学习通用数据采集器的使用。（掌握） 2．根据给定的电路图自联电路、简单的电路故障检查与排除。（掌握） 3．光源与太阳电池一定距离下，测量太阳电池（单个、串联、并联）的伏-安特性曲线。（掌握） 4．利用伏-安特性曲线求解太阳电池的表征参数。（掌握） 5．观察实验过程和现象，并用物理学基本概念和定律进行分析和研究，加深对物理规律的认识。（掌握） |
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3 |
18、用力敏传感器测量不规则物体的密度 |
1．力敏传感器的定标。 2．测量不规则物体的密度。 3．用Origin软件处理传感器定标数据。 4．根据实验室提供的仪器，完成上述内容。自行设计实验实施方案（写出实验步骤，写出要测量的量，自拟数据记录和数据处理表格) 。 |
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√ |
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4 |
19、抛射体运动的照相法研究 |
1．对运动独立性原理进行研究，得出运动规律。写出运动物体在水平和垂直方向的运动公式，算出重力加速度及其百分误差。 2．用数码相机动画功能，分时均匀采样记录抛射体运动物体的多帧照片，分析它的水平和垂直运动。 3．用计算机软件处理实验数据，制作抛射体运动的轨迹图。 4．根据实验室提供的仪器，完成上述内容，设计实验方案，写出实验步骤。 |
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√ |
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4 |
20、自组显微镜 |
1．根据显微镜的构造原理自组显微镜。 2．测定显微镜的放大率，并用不确定表示。 3．根据实验室提供的仪器，完成上述内容，设计实验方案，写出实验步骤。 |
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√ |
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4 |
21、自组望远镜 |
1．根据望远镜的构造原理自组装望远镜；要求放大倍数为 50左右。 2．测定望远镜的放大率，并用不确定表示。 3．根据实验室提供的仪器，完成上述内容，设计实验方案，写出实验步骤。 |
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√ |
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4 |
22、电路元件伏安特性的测绘 |
1．测量线性和非线性电阻元件（电阻、二极管、灯泡）伏安特性，并绘制其特性曲线。 2．运用伏安法判定电阻元件的类性。 3．电路的正确连接，故障判断。 4．根据实验室提供的仪器，完成上述内容。自行设计实验实施方案（实验电路，写出实验步骤,写出要测量的量，自拟数据记录和数据处理表格) 。 |
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√ |
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4 |
23、用双踪示波器测RLC电路的相位关系
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1．当RLC串联时，用示波器分析出各元件的电压相位关系； 2． 当RLC并联时，用示波器分析出流过各元件电流的相位关系 3．根据实验室提供的仪器，完成上述内容。自行设计实验实施方案（实验电路，选择参数，写出实验步骤，写出要测量的量，自拟数据记录和数据处理表格) 。 |
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√ |
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4 |
24、电表的改装与校正 |
1．将表头（100µA ）的电流表改装成10mA电流表（扩大量程），校正改装后的表； 2．将表头（100µA ）的电流表改装成1V的电压表,校正改装后的表； 3．画出电表校正曲线。 4．根据实验室提供的仪器，完成上述内容。自行设计实验实施方案（实验电路，写出实验步骤,写出要测量的量，自拟数据记录和数据处理表格) 。 |
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√ |
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4 |
25、良导体热导率的动态测量（仿真实验） |
1．测量铜棒和铝棒的导热率。（掌握）
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3 |
26、扫描隧道显微镜（仿真实验） |
1．对铂铱合金丝样品进行扫描。（掌握） 2．通过对扫描所得的图象进行各种图象处理，来分析样品的表面形貌信息。（掌握） |
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√ |
3 |
27、动态法测杨氏模量（仿真实验） |
1．测量材料在常温下的杨氏模量。（掌握） 2．测量材料在不同温度下的杨氏模量。（掌握） |
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3 |
28、核磁共振（仿真实验） |
1．用连续波吸收法观测原子核对频率的响应。（掌握） 2．用扫场法观测核磁共振现象，并测量原子核1H、19F的g因子和
 因子。（掌握） |
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3 |
29、用密立根油滴仪测油滴电荷（仿真实验） |
1．学习实验简明巧妙的设计思想，启发思维。（了解） 2．测量基本电荷的电量，加深对电荷“量子性”的理解。（掌握） 3．训练实验者严谨求实的实验态度和工作作风。（掌握） 4．适当介绍该实验在物理学史上的作用。（了解） |
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3 |
四、课程教学方法
为了满足毕业要求指标点4.3评价与应用和8.2团队合作，《大学物理实验CII》是综合、设计性实验（含近代物理实验），是由附录一序号9-17中选8个实验，25-29中选1个实验，18-24中选1个设计性实验。共32学时（含实验理论1学时）。
总体上以“放手、启发、指导”为主，多引导学生对实验现象的观察、分析，实验方案设计的指导。通过这一层次的学习使学生逐步具备：通过在自己预习的基础上，独立操作较复杂精密仪器的能力、分析复杂实验现象的能力、排除实验故障的能力；完成根据给定的实验题目、要求和实验条件的设计性实验方案设计的能力，基本独立完成设计性实验全过程的能力。
为了实现毕业要求指标点4.3评价与应用和8.2团队合作，可以按照以下步骤进行：分模块讲授→学生思考设计准备和实验实施→课内外讨论、辅导、答疑→检查、交流→考核与课程评价。
五、课程的考核环节及课程目标达成度自评方式
5.1课程的考核环节
本课程主要考查学生对实验方法和实验技术的综合运用能力。使学生了解科学实验的全过程、逐步掌握科学思想和科学方法，学习独立实验和运用所学知识解决给定的问题。考查学生对实验现象的观察、分析，实验方案的设计。考查学生独立操作较复杂精密仪器的能力、分析复杂实验现象的能力、排除实验故障的能力；完成根据给定的实验题目、要求和实验条件的设计性实验方案设计的能力，基本独立完成设计性实验全过程的能力。
本课程的考核以平时实验考核为主。
5.2课程目标达成度评价方式
本课程的考核以平时实验考核为主，平时实验成绩占总成绩的100%。
1.平时成绩评定为二部分
(1)每个实验一个成绩，其评分以实验预习实验操作（60%）；实验结果及实验报告为主要依据（40%）两个方面为考核内容。
(2)期末设计性实验一个成绩。其评分（实验报告）以实验方案设计（40%）、实验操作（30%）、实验数据处理和实验总结（含实验结果分析讨论）报告为主要依据（30%）三个方面为考核内容。
2.考核分配比例
基础实验占总成绩的70%，期末设计性实验占总成绩的30%。
3.考核等级
考核分5个等级，分别为：
等级 优 良 中 及格 不及格
百分制 90～100 80～89 70～79 60～69 ＜60
注：学期末，实验成绩登记（按百分制）、建档，上报学校教务处。
六、本课程与其它课程的联系与分工
本课程先修课程《大学物理》、《高等数学AI》、《大学物理实验CI》。《大学物理实验CII》与《大学物理》是既相互独立又紧密相关的两门课程。大学物理是大学物理实验的理论基础，大学物理实验是大学物理的巩固强化。二者相辅相成，缺一不可。物理学从本质上说是一门实验科学，物理规律的发现和物理理论的建立，都必须以严格的物理实验为基础，并受到实验的检验。《大学物理实验CII》的作用就是发展学生的动手能力、思维能力、独立分析问题和解决问题的能力。
通过本课程的教学，不仅是向学生传授物理知识，更加是对学生进行科学思维的培养．这不仅对后续专业基础课和专业方向课的学习奠定良好的逻辑基础，同时对学生毕业后的实际工作将起到深远的影响，能够很快的进入到实际工程中去。
七、建议教材及教学参考书
（一）推荐教材：
[1] 大学物理实验，章国荣等自编教材。
（二）主要参考书：
[1] 大学物理实验，秦艳芬．清华大学出版社出，2012
[2] 大学物理实验教程，编写组（样书），北京邮电大学出版社，2018
[3] 大学物理实验教程，江美福，方建兴，高等教育出版社，2021
