淺析應(yīng)用型工科大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程

胡加義+彭躍紅

摘 要：應(yīng)用型工科大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)置應(yīng)該符合應(yīng)用實(shí)踐的要求，在內(nèi)容的選擇上力求做到科學(xué)性、簡(jiǎn)明性、創(chuàng)新性和應(yīng)用性。在內(nèi)容的設(shè)計(jì)上要進(jìn)行長(zhǎng)遠(yuǎn)的規(guī)劃，對(duì)大學(xué)物理知識(shí)點(diǎn)的處理，應(yīng)該做到科學(xué)量化。對(duì)于應(yīng)用型工科大學(xué)物理而言，需要構(gòu)建合理的內(nèi)容體系，“用問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)”這一方式，充分體現(xiàn)出工程物理的原理。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型工科；大學(xué)物理；實(shí)驗(yàn)課程；創(chuàng)新能力

中圖分類(lèi)號(hào)：O59 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）02-0126-02

應(yīng)用型工科大學(xué)物理教育的目的是為了培養(yǎng)學(xué)生在工程應(yīng)用中合理使用物理工程的理念，將物理原理運(yùn)用到實(shí)際的工程中。因此，應(yīng)用型工科大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程在內(nèi)容的選擇上要符合應(yīng)用型工科的要求，要遵循一定的原則。應(yīng)用型工科大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)在教育內(nèi)容的設(shè)計(jì)上要體現(xiàn)出工程價(jià)值，要為培養(yǎng)具有較強(qiáng)創(chuàng)新能力和創(chuàng)新思維的人才而服務(wù)。

1 應(yīng)用型工科大學(xué)物理內(nèi)容選擇應(yīng)遵循的原則

1.1 科學(xué)性原則

由于學(xué)生對(duì)物理概念和物理思維的掌握程度存在很大差異，很多學(xué)生在物理概念和物理實(shí)驗(yàn)規(guī)律的表述方面存在不同程度的缺陷。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容選擇的科學(xué)性就是要充分運(yùn)用學(xué)生現(xiàn)有的物理科學(xué)知識(shí)，嚴(yán)密地闡述物理現(xiàn)象和物理規(guī)律。同時(shí)，要在堅(jiān)持實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容選擇科學(xué)性的基礎(chǔ)上，對(duì)總體的內(nèi)容規(guī)劃進(jìn)行提升，避免在選擇上出現(xiàn)重復(fù)。

1.2 簡(jiǎn)明性原則

應(yīng)用型工科大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇應(yīng)該按照應(yīng)用型工科本身的科學(xué)性和規(guī)律性進(jìn)行內(nèi)容的組織，需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)表現(xiàn)物理規(guī)律和物理原理。要做到簡(jiǎn)明表述物理實(shí)驗(yàn)、條理解釋物理現(xiàn)象、歸納實(shí)驗(yàn)方法到位等。簡(jiǎn)明性原則要求在內(nèi)容的選擇上避免過(guò)于抽象和復(fù)雜，要通過(guò)較少的篇幅向?qū)W生傳達(dá)大量的物理信息。

1.3 創(chuàng)新性原則

應(yīng)用型工科大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教育的內(nèi)容要能夠體現(xiàn)物理學(xué)的基本規(guī)律，要能夠利用物理學(xué)家的創(chuàng)新事跡激發(fā)學(xué)生對(duì)創(chuàng)新的積極性和創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。這就要求學(xué)生不僅要掌握相應(yīng)的物理知識(shí)和相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作，還要通過(guò)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)學(xué)會(huì)物理知識(shí)的實(shí)際運(yùn)用，在生產(chǎn)實(shí)踐中利用學(xué)到的知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)新。

2 工科大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)案例分析

在分析的過(guò)程中，本文選擇大學(xué)物理中最為基本的鐘擺實(shí)驗(yàn)作為分析對(duì)象，簡(jiǎn)要說(shuō)明應(yīng)用型工科大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的操作。利用單擺儀、擺幅測(cè)量標(biāo)尺、鋼球和游標(biāo)卡尺等工具進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

2.1 實(shí)驗(yàn)原理

將一個(gè)小球用一個(gè)不可延伸的細(xì)線懸掛，同時(shí)要求細(xì)線的質(zhì)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于被懸掛小球的質(zhì)量，細(xì)線的長(zhǎng)度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)長(zhǎng)于小球的直徑。將小球拉開(kāi)一定距離之后，在重力的作用下，小球開(kāi)始做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，我們將一個(gè)完整的往復(fù)運(yùn)動(dòng)所需的時(shí)間稱(chēng)為周期。當(dāng)擺動(dòng)的角度 小于5°時(shí)，可以證明單擺的周期T滿足下面公式：

. （1）

. （2）

上述兩式中：L——細(xì)線的長(zhǎng)度；

g——重力加速度。

使用實(shí)驗(yàn)儀器測(cè)量細(xì)線長(zhǎng)度L，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到一個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)所需要的時(shí)間T，就可以利用相應(yīng)的物理原理測(cè)量出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭。

2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求

如上文中所述，工科應(yīng)用型物理實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和實(shí)施需要遵循一定的原則。因此，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，需要滿足以下的要求：①學(xué)生根據(jù)物理學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)中誤差均分的原理，結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法；②選擇合適的實(shí)驗(yàn)儀器，測(cè)量出可測(cè)量的變量，利用相關(guān)的原理，計(jì)算得出需要的結(jié)果；③根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，寫(xiě)出詳細(xì)的推導(dǎo)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)步驟；④根據(jù)應(yīng)用型工科大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性原則，明確各項(xiàng)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。例如，米尺精度△米約等于0.05 cm；卡尺精度△卡約等于0.002 cm；千分尺精度△千約等于0.001 cm；秒表精度△秒約等于0.01 s。根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)驗(yàn)人員開(kāi)或停秒表的反應(yīng)時(shí)間為0.1 s左右，所以，實(shí)驗(yàn)人員開(kāi)或停秒表總的反應(yīng)時(shí)間近似為0.2 s。

2.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)誤差分析

T=98.37 s/50=1.967 s；

=（1.704+1.698+1.686+1.694+1.682+1.692）/6=1.693 cm；

L=97.00 cm-1.693 cm≌95.31 cm。

因?yàn)?，所以 =9.72 m/s2。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)可算出加速度為9.72 m/s2，則相對(duì)誤差為0.6%.具體詳見(jiàn)表1.

表1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

指標(biāo) 統(tǒng)計(jì)結(jié)果

L 95.31 cm

T 1.967 s

1.693 cm

g 9.72 m/s2

δ 0.6%

只有在最大擺角不大于5°時(shí)，實(shí)驗(yàn)中的小球震動(dòng)才能夠被稱(chēng)為是簡(jiǎn)諧振動(dòng)。那么，在這種情況下出現(xiàn)的誤差也就相對(duì)較小，因此就有sinθ≌tanθ≌θ≌X/L，F(xiàn)=-X（mg/L）.

學(xué)生根據(jù)基本的物理學(xué)原理，推導(dǎo)設(shè)計(jì)出物理實(shí)驗(yàn)的步驟，進(jìn)而得到相關(guān)的結(jié)果，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了分析，有利于培養(yǎng)學(xué)生的物理思維和創(chuàng)新能力。這些能力和意識(shí)也是應(yīng)用型工科學(xué)生應(yīng)該具有的基本素質(zhì)。因此，在應(yīng)用型工科大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，要以基本的物理學(xué)為基礎(chǔ)，通過(guò)較為簡(jiǎn)單的物理實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新意識(shí)，這也是工程價(jià)值的基本要求。

3 結(jié)束語(yǔ)

應(yīng)用型工程專(zhuān)業(yè)的主要目標(biāo)就是為了培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的高素質(zhì)實(shí)踐人才，它對(duì)創(chuàng)新和思維提出了較高的要求。工科大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)不僅能夠?yàn)閷W(xué)生提供基本的工程物理知識(shí)和物理原理，還能夠提升學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力。應(yīng)用型工科物理實(shí)驗(yàn)可以說(shuō)是整個(gè)應(yīng)用型工科大學(xué)物理教學(xué)的重點(diǎn)，所以，在物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)方面，要能夠體現(xiàn)出工程價(jià)值，為培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力作出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]張三慧.大學(xué)基礎(chǔ)物理學(xué)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2007.

[2]孫厚謙.大學(xué)物理學(xué)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2009.

〔編輯：白潔〕

Engineering Physics Experiments Course of Applied Type University

Hu Jiayi， Peng Yuehong

Abstract： Physics experiments in engineering university courses in applied settings should meet the application requirements， choose the content to make scientific， concise， innovation and application. The content of design to make long-term planning， processing on the knowledge of university physics， should do the scientific quantification. For application engineering university physics， need to construct the content system of reasonable，“with questions to guide students to learn”this way， fully embodies the principle of Engineering physics.

Key words： application engineering； university physics； experimental teaching； innovation abilityendprint

摘 要：應(yīng)用型工科大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)置應(yīng)該符合應(yīng)用實(shí)踐的要求，在內(nèi)容的選擇上力求做到科學(xué)性、簡(jiǎn)明性、創(chuàng)新性和應(yīng)用性。在內(nèi)容的設(shè)計(jì)上要進(jìn)行長(zhǎng)遠(yuǎn)的規(guī)劃，對(duì)大學(xué)物理知識(shí)點(diǎn)的處理，應(yīng)該做到科學(xué)量化。對(duì)于應(yīng)用型工科大學(xué)物理而言，需要構(gòu)建合理的內(nèi)容體系，“用問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)”這一方式，充分體現(xiàn)出工程物理的原理。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型工科；大學(xué)物理；實(shí)驗(yàn)課程；創(chuàng)新能力

中圖分類(lèi)號(hào)：O59 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）02-0126-02

應(yīng)用型工科大學(xué)物理教育的目的是為了培養(yǎng)學(xué)生在工程應(yīng)用中合理使用物理工程的理念，將物理原理運(yùn)用到實(shí)際的工程中。因此，應(yīng)用型工科大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程在內(nèi)容的選擇上要符合應(yīng)用型工科的要求，要遵循一定的原則。應(yīng)用型工科大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)在教育內(nèi)容的設(shè)計(jì)上要體現(xiàn)出工程價(jià)值，要為培養(yǎng)具有較強(qiáng)創(chuàng)新能力和創(chuàng)新思維的人才而服務(wù)。

1 應(yīng)用型工科大學(xué)物理內(nèi)容選擇應(yīng)遵循的原則

1.1 科學(xué)性原則

由于學(xué)生對(duì)物理概念和物理思維的掌握程度存在很大差異，很多學(xué)生在物理概念和物理實(shí)驗(yàn)規(guī)律的表述方面存在不同程度的缺陷。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容選擇的科學(xué)性就是要充分運(yùn)用學(xué)生現(xiàn)有的物理科學(xué)知識(shí)，嚴(yán)密地闡述物理現(xiàn)象和物理規(guī)律。同時(shí)，要在堅(jiān)持實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容選擇科學(xué)性的基礎(chǔ)上，對(duì)總體的內(nèi)容規(guī)劃進(jìn)行提升，避免在選擇上出現(xiàn)重復(fù)。

1.2 簡(jiǎn)明性原則

應(yīng)用型工科大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇應(yīng)該按照應(yīng)用型工科本身的科學(xué)性和規(guī)律性進(jìn)行內(nèi)容的組織，需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)表現(xiàn)物理規(guī)律和物理原理。要做到簡(jiǎn)明表述物理實(shí)驗(yàn)、條理解釋物理現(xiàn)象、歸納實(shí)驗(yàn)方法到位等。簡(jiǎn)明性原則要求在內(nèi)容的選擇上避免過(guò)于抽象和復(fù)雜，要通過(guò)較少的篇幅向?qū)W生傳達(dá)大量的物理信息。

1.3 創(chuàng)新性原則

應(yīng)用型工科大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教育的內(nèi)容要能夠體現(xiàn)物理學(xué)的基本規(guī)律，要能夠利用物理學(xué)家的創(chuàng)新事跡激發(fā)學(xué)生對(duì)創(chuàng)新的積極性和創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。這就要求學(xué)生不僅要掌握相應(yīng)的物理知識(shí)和相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作，還要通過(guò)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)學(xué)會(huì)物理知識(shí)的實(shí)際運(yùn)用，在生產(chǎn)實(shí)踐中利用學(xué)到的知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)新。

2 工科大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)案例分析

在分析的過(guò)程中，本文選擇大學(xué)物理中最為基本的鐘擺實(shí)驗(yàn)作為分析對(duì)象，簡(jiǎn)要說(shuō)明應(yīng)用型工科大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的操作。利用單擺儀、擺幅測(cè)量標(biāo)尺、鋼球和游標(biāo)卡尺等工具進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

2.1 實(shí)驗(yàn)原理

將一個(gè)小球用一個(gè)不可延伸的細(xì)線懸掛，同時(shí)要求細(xì)線的質(zhì)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于被懸掛小球的質(zhì)量，細(xì)線的長(zhǎng)度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)長(zhǎng)于小球的直徑。將小球拉開(kāi)一定距離之后，在重力的作用下，小球開(kāi)始做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，我們將一個(gè)完整的往復(fù)運(yùn)動(dòng)所需的時(shí)間稱(chēng)為周期。當(dāng)擺動(dòng)的角度 小于5°時(shí)，可以證明單擺的周期T滿足下面公式：

. （1）

. （2）

上述兩式中：L——細(xì)線的長(zhǎng)度；

g——重力加速度。

使用實(shí)驗(yàn)儀器測(cè)量細(xì)線長(zhǎng)度L，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到一個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)所需要的時(shí)間T，就可以利用相應(yīng)的物理原理測(cè)量出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭。

2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求

如上文中所述，工科應(yīng)用型物理實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和實(shí)施需要遵循一定的原則。因此，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，需要滿足以下的要求：①學(xué)生根據(jù)物理學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)中誤差均分的原理，結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法；②選擇合適的實(shí)驗(yàn)儀器，測(cè)量出可測(cè)量的變量，利用相關(guān)的原理，計(jì)算得出需要的結(jié)果；③根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，寫(xiě)出詳細(xì)的推導(dǎo)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)步驟；④根據(jù)應(yīng)用型工科大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性原則，明確各項(xiàng)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。例如，米尺精度△米約等于0.05 cm；卡尺精度△卡約等于0.002 cm；千分尺精度△千約等于0.001 cm；秒表精度△秒約等于0.01 s。根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)驗(yàn)人員開(kāi)或停秒表的反應(yīng)時(shí)間為0.1 s左右，所以，實(shí)驗(yàn)人員開(kāi)或停秒表總的反應(yīng)時(shí)間近似為0.2 s。

2.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)誤差分析

T=98.37 s/50=1.967 s；

=（1.704+1.698+1.686+1.694+1.682+1.692）/6=1.693 cm；

L=97.00 cm-1.693 cm≌95.31 cm。

因?yàn)?，所以 =9.72 m/s2。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)可算出加速度為9.72 m/s2，則相對(duì)誤差為0.6%.具體詳見(jiàn)表1.

表1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

指標(biāo) 統(tǒng)計(jì)結(jié)果

L 95.31 cm

T 1.967 s

1.693 cm

g 9.72 m/s2

δ 0.6%

只有在最大擺角不大于5°時(shí)，實(shí)驗(yàn)中的小球震動(dòng)才能夠被稱(chēng)為是簡(jiǎn)諧振動(dòng)。那么，在這種情況下出現(xiàn)的誤差也就相對(duì)較小，因此就有sinθ≌tanθ≌θ≌X/L，F(xiàn)=-X（mg/L）.

學(xué)生根據(jù)基本的物理學(xué)原理，推導(dǎo)設(shè)計(jì)出物理實(shí)驗(yàn)的步驟，進(jìn)而得到相關(guān)的結(jié)果，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了分析，有利于培養(yǎng)學(xué)生的物理思維和創(chuàng)新能力。這些能力和意識(shí)也是應(yīng)用型工科學(xué)生應(yīng)該具有的基本素質(zhì)。因此，在應(yīng)用型工科大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，要以基本的物理學(xué)為基礎(chǔ)，通過(guò)較為簡(jiǎn)單的物理實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新意識(shí)，這也是工程價(jià)值的基本要求。

3 結(jié)束語(yǔ)

應(yīng)用型工程專(zhuān)業(yè)的主要目標(biāo)就是為了培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的高素質(zhì)實(shí)踐人才，它對(duì)創(chuàng)新和思維提出了較高的要求。工科大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)不僅能夠?yàn)閷W(xué)生提供基本的工程物理知識(shí)和物理原理，還能夠提升學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力。應(yīng)用型工科物理實(shí)驗(yàn)可以說(shuō)是整個(gè)應(yīng)用型工科大學(xué)物理教學(xué)的重點(diǎn)，所以，在物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)方面，要能夠體現(xiàn)出工程價(jià)值，為培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力作出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]張三慧.大學(xué)基礎(chǔ)物理學(xué)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2007.

[2]孫厚謙.大學(xué)物理學(xué)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2009.

〔編輯：白潔〕

Engineering Physics Experiments Course of Applied Type University

Hu Jiayi， Peng Yuehong

Abstract： Physics experiments in engineering university courses in applied settings should meet the application requirements， choose the content to make scientific， concise， innovation and application. The content of design to make long-term planning， processing on the knowledge of university physics， should do the scientific quantification. For application engineering university physics， need to construct the content system of reasonable，“with questions to guide students to learn”this way， fully embodies the principle of Engineering physics.

Key words： application engineering； university physics； experimental teaching； innovation abilityendprint

摘 要：應(yīng)用型工科大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)置應(yīng)該符合應(yīng)用實(shí)踐的要求，在內(nèi)容的選擇上力求做到科學(xué)性、簡(jiǎn)明性、創(chuàng)新性和應(yīng)用性。在內(nèi)容的設(shè)計(jì)上要進(jìn)行長(zhǎng)遠(yuǎn)的規(guī)劃，對(duì)大學(xué)物理知識(shí)點(diǎn)的處理，應(yīng)該做到科學(xué)量化。對(duì)于應(yīng)用型工科大學(xué)物理而言，需要構(gòu)建合理的內(nèi)容體系，“用問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)”這一方式，充分體現(xiàn)出工程物理的原理。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型工科；大學(xué)物理；實(shí)驗(yàn)課程；創(chuàng)新能力

中圖分類(lèi)號(hào)：O59 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）02-0126-02

應(yīng)用型工科大學(xué)物理教育的目的是為了培養(yǎng)學(xué)生在工程應(yīng)用中合理使用物理工程的理念，將物理原理運(yùn)用到實(shí)際的工程中。因此，應(yīng)用型工科大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程在內(nèi)容的選擇上要符合應(yīng)用型工科的要求，要遵循一定的原則。應(yīng)用型工科大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)在教育內(nèi)容的設(shè)計(jì)上要體現(xiàn)出工程價(jià)值，要為培養(yǎng)具有較強(qiáng)創(chuàng)新能力和創(chuàng)新思維的人才而服務(wù)。

1 應(yīng)用型工科大學(xué)物理內(nèi)容選擇應(yīng)遵循的原則

1.1 科學(xué)性原則

由于學(xué)生對(duì)物理概念和物理思維的掌握程度存在很大差異，很多學(xué)生在物理概念和物理實(shí)驗(yàn)規(guī)律的表述方面存在不同程度的缺陷。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容選擇的科學(xué)性就是要充分運(yùn)用學(xué)生現(xiàn)有的物理科學(xué)知識(shí)，嚴(yán)密地闡述物理現(xiàn)象和物理規(guī)律。同時(shí)，要在堅(jiān)持實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容選擇科學(xué)性的基礎(chǔ)上，對(duì)總體的內(nèi)容規(guī)劃進(jìn)行提升，避免在選擇上出現(xiàn)重復(fù)。

1.2 簡(jiǎn)明性原則

應(yīng)用型工科大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇應(yīng)該按照應(yīng)用型工科本身的科學(xué)性和規(guī)律性進(jìn)行內(nèi)容的組織，需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)表現(xiàn)物理規(guī)律和物理原理。要做到簡(jiǎn)明表述物理實(shí)驗(yàn)、條理解釋物理現(xiàn)象、歸納實(shí)驗(yàn)方法到位等。簡(jiǎn)明性原則要求在內(nèi)容的選擇上避免過(guò)于抽象和復(fù)雜，要通過(guò)較少的篇幅向?qū)W生傳達(dá)大量的物理信息。

1.3 創(chuàng)新性原則

應(yīng)用型工科大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教育的內(nèi)容要能夠體現(xiàn)物理學(xué)的基本規(guī)律，要能夠利用物理學(xué)家的創(chuàng)新事跡激發(fā)學(xué)生對(duì)創(chuàng)新的積極性和創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。這就要求學(xué)生不僅要掌握相應(yīng)的物理知識(shí)和相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作，還要通過(guò)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)學(xué)會(huì)物理知識(shí)的實(shí)際運(yùn)用，在生產(chǎn)實(shí)踐中利用學(xué)到的知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)新。

2 工科大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)案例分析

在分析的過(guò)程中，本文選擇大學(xué)物理中最為基本的鐘擺實(shí)驗(yàn)作為分析對(duì)象，簡(jiǎn)要說(shuō)明應(yīng)用型工科大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的操作。利用單擺儀、擺幅測(cè)量標(biāo)尺、鋼球和游標(biāo)卡尺等工具進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

2.1 實(shí)驗(yàn)原理

將一個(gè)小球用一個(gè)不可延伸的細(xì)線懸掛，同時(shí)要求細(xì)線的質(zhì)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于被懸掛小球的質(zhì)量，細(xì)線的長(zhǎng)度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)長(zhǎng)于小球的直徑。將小球拉開(kāi)一定距離之后，在重力的作用下，小球開(kāi)始做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，我們將一個(gè)完整的往復(fù)運(yùn)動(dòng)所需的時(shí)間稱(chēng)為周期。當(dāng)擺動(dòng)的角度 小于5°時(shí)，可以證明單擺的周期T滿足下面公式：

. （1）

. （2）

上述兩式中：L——細(xì)線的長(zhǎng)度；

g——重力加速度。

使用實(shí)驗(yàn)儀器測(cè)量細(xì)線長(zhǎng)度L，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到一個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)所需要的時(shí)間T，就可以利用相應(yīng)的物理原理測(cè)量出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭。

2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求

如上文中所述，工科應(yīng)用型物理實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和實(shí)施需要遵循一定的原則。因此，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，需要滿足以下的要求：①學(xué)生根據(jù)物理學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)中誤差均分的原理，結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法；②選擇合適的實(shí)驗(yàn)儀器，測(cè)量出可測(cè)量的變量，利用相關(guān)的原理，計(jì)算得出需要的結(jié)果；③根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，寫(xiě)出詳細(xì)的推導(dǎo)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)步驟；④根據(jù)應(yīng)用型工科大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性原則，明確各項(xiàng)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。例如，米尺精度△米約等于0.05 cm；卡尺精度△卡約等于0.002 cm；千分尺精度△千約等于0.001 cm；秒表精度△秒約等于0.01 s。根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)驗(yàn)人員開(kāi)或停秒表的反應(yīng)時(shí)間為0.1 s左右，所以，實(shí)驗(yàn)人員開(kāi)或停秒表總的反應(yīng)時(shí)間近似為0.2 s。

2.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)誤差分析

T=98.37 s/50=1.967 s；

=（1.704+1.698+1.686+1.694+1.682+1.692）/6=1.693 cm；

L=97.00 cm-1.693 cm≌95.31 cm。

因?yàn)?，所以 =9.72 m/s2。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)可算出加速度為9.72 m/s2，則相對(duì)誤差為0.6%.具體詳見(jiàn)表1.

表1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

指標(biāo) 統(tǒng)計(jì)結(jié)果

L 95.31 cm

T 1.967 s

1.693 cm

g 9.72 m/s2

δ 0.6%

只有在最大擺角不大于5°時(shí)，實(shí)驗(yàn)中的小球震動(dòng)才能夠被稱(chēng)為是簡(jiǎn)諧振動(dòng)。那么，在這種情況下出現(xiàn)的誤差也就相對(duì)較小，因此就有sinθ≌tanθ≌θ≌X/L，F(xiàn)=-X（mg/L）.

學(xué)生根據(jù)基本的物理學(xué)原理，推導(dǎo)設(shè)計(jì)出物理實(shí)驗(yàn)的步驟，進(jìn)而得到相關(guān)的結(jié)果，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了分析，有利于培養(yǎng)學(xué)生的物理思維和創(chuàng)新能力。這些能力和意識(shí)也是應(yīng)用型工科學(xué)生應(yīng)該具有的基本素質(zhì)。因此，在應(yīng)用型工科大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，要以基本的物理學(xué)為基礎(chǔ)，通過(guò)較為簡(jiǎn)單的物理實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新意識(shí)，這也是工程價(jià)值的基本要求。

3 結(jié)束語(yǔ)

應(yīng)用型工程專(zhuān)業(yè)的主要目標(biāo)就是為了培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的高素質(zhì)實(shí)踐人才，它對(duì)創(chuàng)新和思維提出了較高的要求。工科大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)不僅能夠?yàn)閷W(xué)生提供基本的工程物理知識(shí)和物理原理，還能夠提升學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力。應(yīng)用型工科物理實(shí)驗(yàn)可以說(shuō)是整個(gè)應(yīng)用型工科大學(xué)物理教學(xué)的重點(diǎn)，所以，在物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)方面，要能夠體現(xiàn)出工程價(jià)值，為培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力作出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]張三慧.大學(xué)基礎(chǔ)物理學(xué)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2007.

[2]孫厚謙.大學(xué)物理學(xué)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2009.

〔編輯：白潔〕

Engineering Physics Experiments Course of Applied Type University

Hu Jiayi， Peng Yuehong

Abstract： Physics experiments in engineering university courses in applied settings should meet the application requirements， choose the content to make scientific， concise， innovation and application. The content of design to make long-term planning， processing on the knowledge of university physics， should do the scientific quantification. For application engineering university physics， need to construct the content system of reasonable，“with questions to guide students to learn”this way， fully embodies the principle of Engineering physics.

Key words： application engineering； university physics； experimental teaching； innovation abilityendprint