綜合提高物理實(shí)驗(yàn)

前言

當(dāng)今世界，科學(xué)技術(shù)作為第一生產(chǎn)力空前活躍，創(chuàng)新能力已經(jīng)成為國家經(jīng)濟(jì)增長和社會(huì)進(jìn)步的核心力量，決定著民族的興衰。日趨激烈的國際競(jìng)爭(zhēng)突出表現(xiàn)為科技、教育和人才的競(jìng)爭(zhēng)。科技是關(guān)鍵，教育是基礎(chǔ)，人才是根本。創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的關(guān)鍵在于教育，創(chuàng)新教育的核心是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才?，F(xiàn)代教育理論的研究表明：人的創(chuàng)新能力是在實(shí)踐活動(dòng)中通過構(gòu)建知識(shí)，獲取體驗(yàn)，形成技能，最終發(fā)展形成的。因而，對(duì)高等教育而言，實(shí)踐類教學(xué)在學(xué)生創(chuàng)新能力和創(chuàng)新人才培養(yǎng)方面起著不可取代的重要作用。物理實(shí)驗(yàn)是高等學(xué)校面向本科生開設(shè)的一門實(shí)踐性很強(qiáng)的必修基礎(chǔ)課，是為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力、探索質(zhì)疑和獨(dú)立評(píng)判能力以及提高學(xué)生綜合科學(xué)品質(zhì)和創(chuàng)新能力打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)的極其重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是以教學(xué)形式培養(yǎng)科學(xué)技術(shù)后備創(chuàng)新力量的重要途徑，它是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)賴以發(fā)展的重要實(shí)踐基礎(chǔ)源泉。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)要以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力為核心，在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和科學(xué)品質(zhì)，如何把創(chuàng)新教育貫穿并滲透在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，作者對(duì)此進(jìn)行了多年積極的探索和改革實(shí)踐。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)必須適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，真正改革實(shí)踐類教學(xué)仍然是傳統(tǒng)的只注重知識(shí)傳授型、按部就班的學(xué)院式訓(xùn)練模式，重建“營造氛圍激發(fā)興趣、問題探索創(chuàng)新思維、實(shí)踐感悟建構(gòu)知識(shí)、獨(dú)立評(píng)判發(fā)展能力”的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念和指導(dǎo)思想，以高度的責(zé)任感和使命感積極實(shí)踐物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與研究，構(gòu)建以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為靈魂主線的“一條主線、三個(gè)階段、動(dòng)態(tài)式、綜合化、研究型”的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式，實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)行“三級(jí)開放式”管理模式。通過10余年堅(jiān)持不懈的研究、改革和實(shí)踐，陜西師范大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)已建成了具有鮮明師范特色的課程體系、教學(xué)模式和創(chuàng)新型教師教育人才培養(yǎng)平臺(tái)。教材是體現(xiàn)教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求的知識(shí)載體，《綜合提高物理實(shí)驗(yàn)》教材是作者10余年來物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的實(shí)踐成果和科學(xué)研究成果的結(jié)晶，并吸納了兄弟院校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革優(yōu)秀成果，結(jié)合區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和創(chuàng)新人才培養(yǎng)的特色編寫而成。教材有如下特色：（1）教材以現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)理論和建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論為依據(jù)，以“營造氛圍激發(fā)興趣、問題探索創(chuàng)新思維、實(shí)踐感悟建構(gòu)知識(shí)、獨(dú)立評(píng)判發(fā)展能力”為編寫理念和指導(dǎo)思想。教材在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、測(cè)量方法、儀器使用等諸多方面積極營造彈性選擇空間，以興趣原動(dòng)力驅(qū)動(dòng)學(xué)生創(chuàng)新思維，突出體現(xiàn)實(shí)踐動(dòng)手操作、質(zhì)疑感悟評(píng)判和能力構(gòu)建的創(chuàng)新人才培養(yǎng)的核心靈魂價(jià)值主線。教材為學(xué)生營造了主動(dòng)學(xué)習(xí)和創(chuàng)新思維的最大自由彈性空間。（2）教材把創(chuàng)新理論和物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有機(jī)融合。教材第1、2章首先介紹了創(chuàng)新基礎(chǔ)理論和物理實(shí)驗(yàn)研究方法，以利于幫助和指導(dǎo)學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)過程中創(chuàng)新實(shí)踐。多數(shù)實(shí)驗(yàn)中都安排有探索創(chuàng)新、拓展遷移的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，將激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新熱情、個(gè)性化發(fā)展和提高創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力培養(yǎng)滲透在實(shí)驗(yàn)教學(xué)全過程，營造了勤于思考、勇于探索的學(xué)術(shù)創(chuàng)新氛圍。

內(nèi)容概要

本書以現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)理論和建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論為依據(jù)，以“營造氛圍激發(fā)興趣、問題探索創(chuàng)新思維、實(shí)踐感悟建構(gòu)知識(shí)、獨(dú)立評(píng)判發(fā)展能力”為編寫理念和指導(dǎo)思想。教材把創(chuàng)新理論和物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有機(jī)融合，體系上加強(qiáng)了相關(guān)實(shí)驗(yàn)的縱、橫向融合。書中第1、2章首先介紹了創(chuàng)新基礎(chǔ)理論和物理實(shí)驗(yàn)研究方法，以利于幫助和指導(dǎo)學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)過程中創(chuàng)新實(shí)踐。第3至8章為實(shí)驗(yàn)部分。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由6部分組成，分別為：長度的測(cè)量與研究(17個(gè)實(shí)驗(yàn))；溫度的測(cè)量與探索(16個(gè)實(shí)驗(yàn))；電阻的測(cè)量與應(yīng)用(10個(gè)實(shí)驗(yàn))；電壓、電流的測(cè)量與電路設(shè)計(jì)(14個(gè)實(shí)驗(yàn))；折射率的測(cè)量與方法交融(12個(gè)實(shí)驗(yàn))；其他物理量的測(cè)量與拓展(20個(gè)實(shí)驗(yàn))。    本書可作為高等師范院校和綜合大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)用書，也可供其他高校選用，并適合不同層次的教學(xué)需要。

書籍目錄

前言第1章  創(chuàng)新基礎(chǔ)理論概述  1.1  創(chuàng)新基本知識(shí)簡(jiǎn)介  1.2  科學(xué)創(chuàng)新思維方法簡(jiǎn)介  1.3  創(chuàng)新技法  1.4  創(chuàng)新人才培養(yǎng)第2章  物理實(shí)驗(yàn)研究與設(shè)計(jì)  2.1  科學(xué)研究的思想和方法  2.2  物理實(shí)驗(yàn)研究與設(shè)計(jì)第3章  長度的測(cè)量與研究  實(shí)驗(yàn)3.1  簡(jiǎn)諧振動(dòng)研究與彈簧勁度系數(shù)測(cè)量  實(shí)驗(yàn)3.2  單擺周期實(shí)驗(yàn)公式的總結(jié)  實(shí)驗(yàn)3.3  容器排水時(shí)間的研究  實(shí)驗(yàn)3.4  測(cè)量彈簧的等效質(zhì)量  實(shí)驗(yàn)3.5  單擺實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的修正研究  實(shí)驗(yàn)3.6  動(dòng)力學(xué)法測(cè)材料彈性模量  實(shí)驗(yàn)3.7  焦利氏秤上三個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與研究  實(shí)驗(yàn)3.8  平行光管的調(diào)整和使用  實(shí)驗(yàn)3.9  用雙棱鏡干涉測(cè)光波波長  實(shí)驗(yàn)3.10  光柵特性研究及光波波長測(cè)定。  實(shí)驗(yàn)3.11  用小型棱鏡攝譜儀測(cè)定光波波長  實(shí)驗(yàn)3.12  利用周期性光信號(hào)測(cè)定光速的研究  實(shí)驗(yàn)3.13  光具組基點(diǎn)的測(cè)定  實(shí)驗(yàn)3.14  檢測(cè)超聲及其應(yīng)用  實(shí)驗(yàn)3.15  設(shè)計(jì)用干涉法和衍射法測(cè)細(xì)絲直徑  實(shí)驗(yàn)3.16  利用單縫衍射測(cè)量微小位移  實(shí)驗(yàn)3.17  鈉黃雙線波長差測(cè)量的研究第4章  溫度的測(cè)量與探索  實(shí)驗(yàn)4.1  測(cè)定冰的融解熱  實(shí)驗(yàn)4.2  電熱當(dāng)量的測(cè)定  實(shí)驗(yàn)4.3  動(dòng)態(tài)法測(cè)定物體的導(dǎo)熱系數(shù)  實(shí)驗(yàn)4.4  良導(dǎo)體導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)定  實(shí)驗(yàn)4.5  穩(wěn)態(tài)法測(cè)量非良導(dǎo)體的導(dǎo)熱系數(shù)  實(shí)驗(yàn)4.6  冷卻法測(cè)金屬比熱容  實(shí)驗(yàn)4.7  測(cè)定水的汽化熱  實(shí)驗(yàn)4.8  空氣熱性能的研究  實(shí)驗(yàn)4.9  量熱學(xué)實(shí)驗(yàn)散熱誤差的研究分析  實(shí)驗(yàn)4.10  液體黏滯系數(shù)與溫度關(guān)系的研究  實(shí)驗(yàn)4.11  水的沸點(diǎn)與壓強(qiáng)關(guān)系的研究  實(shí)驗(yàn)4.12  鐵磁材料居里點(diǎn)的研究  實(shí)驗(yàn)4.13  用超聲波測(cè)定液體的比熱容比  實(shí)驗(yàn)4.14  熱電偶的定標(biāo)與測(cè)溫  實(shí)驗(yàn)4.15  溫度傳感器特性的研究  實(shí)驗(yàn)4.16  PN結(jié)正向壓降溫度特性第5章  電阻的測(cè)量與應(yīng)用  實(shí)驗(yàn)5.1  交流電橋測(cè)量電容電感  實(shí)驗(yàn)5.2  低值電阻的測(cè)量  實(shí)驗(yàn)5.3  鐵磁材料磁滯特性的研究  實(shí)驗(yàn)5.4  光敏電阻特性實(shí)驗(yàn)研究  實(shí)驗(yàn)5.5  磁阻效應(yīng)  實(shí)驗(yàn)5.6  非線性電路混沌的研究  實(shí)驗(yàn)5.7  熱敏電阻溫度計(jì)的設(shè)計(jì)和制作  實(shí)驗(yàn)5.8  電介質(zhì)介電常量的測(cè)量  實(shí)驗(yàn)5.9  用直流雙臂電橋測(cè)定金屬絲的楊氏模量  實(shí)驗(yàn)5.10  用電學(xué)方法測(cè)量康銅絲的長度第6章  電壓、電流的測(cè)量與電路設(shè)計(jì)  實(shí)驗(yàn)6.1  電子束的偏轉(zhuǎn)和聚焦  實(shí)驗(yàn)6.2  RLC串聯(lián)電路暫態(tài)過程的研究  實(shí)驗(yàn)6.3  磁場(chǎng)分布測(cè)量  實(shí)驗(yàn)6.4  靈敏電流計(jì)特性的研究  實(shí)驗(yàn)6.5  硅光電池特性實(shí)驗(yàn)研究  實(shí)驗(yàn)6.6  地磁場(chǎng)的測(cè)量  實(shí)驗(yàn)6.7  設(shè)計(jì)電路測(cè)量燈絲的伏安特性  實(shí)驗(yàn)6.8  電容器電容量的測(cè)量設(shè)計(jì)  實(shí)驗(yàn)6.9  小功率直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作  實(shí)驗(yàn)6.10  用CCD電視顯微油滴儀測(cè)電子電荷  實(shí)驗(yàn)6.11  黑匣子  實(shí)驗(yàn)6.12  用邁克耳孫干涉儀研究壓電陶瓷電致伸縮性能  實(shí)驗(yàn)6.13  電光效應(yīng)和電光調(diào)制  實(shí)驗(yàn)6.14  磁光效應(yīng)和磁光調(diào)制第7章  折射率的測(cè)量與方法交融  實(shí)驗(yàn)7.1  用等厚干涉法測(cè)量液體折射率的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)  實(shí)驗(yàn)7.2  用劈尖法測(cè)量液體折射率  實(shí)驗(yàn)7.3  邁克耳孫干涉儀測(cè)薄膜介質(zhì)的折射率  實(shí)驗(yàn)7.4  光學(xué)材料色散關(guān)系的研究  實(shí)驗(yàn)7.5  邁克耳孫干涉儀測(cè)空氣折射率的研究  實(shí)驗(yàn)7.6  用分光計(jì)測(cè)定液體折射率的研究  實(shí)驗(yàn)7.7  薄膜介質(zhì)折射率的測(cè)定  實(shí)驗(yàn)7.8  雙棱鏡干涉實(shí)驗(yàn)的深入研究  實(shí)驗(yàn)7.9  用聲光效應(yīng)測(cè)量液體中的聲速  實(shí)驗(yàn)7.10  用分光計(jì)測(cè)反射光的偏振特性  實(shí)驗(yàn)7.11  用邁克耳孫干涉儀測(cè)玻璃片厚度的研究  實(shí)驗(yàn)7.12  設(shè)計(jì)用自準(zhǔn)直法測(cè)量雙棱鏡的兩銳角第8章  其他物理量的測(cè)量與拓展  實(shí)驗(yàn)8.1  物質(zhì)旋光性研究及其應(yīng)用  實(shí)驗(yàn)8.2  偏振光現(xiàn)象的觀察與研究  實(shí)驗(yàn)8.3  望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡與投影儀的組裝  實(shí)驗(yàn)8.4  物體在液體中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究  實(shí)驗(yàn)8.5  彈簧振子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究  實(shí)驗(yàn)8.6  物體慣性質(zhì)量測(cè)量實(shí)驗(yàn)研究與設(shè)計(jì)  實(shí)驗(yàn)8.7  氣軌上研究簡(jiǎn)諧振動(dòng)  實(shí)驗(yàn)8.8  阻尼振動(dòng)的研究  實(shí)驗(yàn)8.9  周期信號(hào)的傅里葉分解與合成  實(shí)驗(yàn)8.10  物體密度測(cè)定實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與研究  實(shí)驗(yàn)8.11  物質(zhì)吸收光譜特性分析研究  實(shí)驗(yàn)8.12  數(shù)字信號(hào)的光纖傳輸技術(shù)  實(shí)驗(yàn)8.13  CCD圖像傳感器與光信號(hào)采集研究  實(shí)驗(yàn)8.14  多普勒效應(yīng)  實(shí)驗(yàn)8.15  全息平面光柵的制作及其參數(shù)測(cè)定  實(shí)驗(yàn)8.16  照度計(jì)的研究及設(shè)計(jì)  實(shí)驗(yàn)8.17  綠色環(huán)保光源LED特性研究  實(shí)驗(yàn)8.18  在氣墊導(dǎo)軌上研究磁力勢(shì)能曲線  實(shí)驗(yàn)8.19  耦合振子運(yùn)動(dòng)規(guī)律  實(shí)驗(yàn)8.20  超導(dǎo)磁懸浮原理及應(yīng)用設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：當(dāng)今世界，科學(xué)技術(shù)作為第一生產(chǎn)力空前活躍，創(chuàng)新能力已經(jīng)成為圍家經(jīng)濟(jì)增長和社會(huì)進(jìn)步的主要力量，它決定著民族的興衰。人類剛剛走過20世紀(jì)進(jìn)入了嶄新的新世紀(jì)，在20世紀(jì)，科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)顯著特點(diǎn)是突飛猛進(jìn)、日新月異，短短幾十J年內(nèi)改變了人類，改變了世界，特別是改變了人們的思維方式、學(xué)習(xí)方式、生活方式和工作方式。2 0世紀(jì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的另一個(gè)特點(diǎn)是交叉融合、群體突破?？茖W(xué)和技術(shù)的融合成為當(dāng)今科技發(fā)展的重要特征，許多學(xué)科之間的邊界將變得更加模糊，未來重大創(chuàng)新更多地出現(xiàn)在學(xué)科交叉領(lǐng)域，科學(xué)技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)前所未有的創(chuàng)新群體積聚時(shí)代。根據(jù)科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)、交叉融合的發(fā)展特特征，我們要推進(jìn)理論創(chuàng)新，發(fā)展創(chuàng)新文化，為科技創(chuàng)新提供科學(xué)的理論指導(dǎo)、有力的制度保障和良好的文化氛圍。創(chuàng)新是科技的生命。每當(dāng)科學(xué)技術(shù)大發(fā)展的時(shí)候，總是強(qiáng)烈呼喚理論創(chuàng)新，而每一次大的理論創(chuàng)新，總是帶來科學(xué)技術(shù)的大發(fā)展。理論創(chuàng)新，關(guān)鍵在于新，新是終點(diǎn)上的超越，平衡的打破，動(dòng)態(tài)的延伸，高度的提升。特別是存科技進(jìn)步一日千里、社會(huì)變化日新月異的今天，要面向未來，與時(shí)俱進(jìn)，時(shí)刻關(guān)注科技發(fā)展變化趨勢(shì)，不失時(shí)機(jī)地總結(jié)出新的理論。沒有創(chuàng)新，科技就沒有進(jìn)步、沒有未來、沒有發(fā)展、沒有生命力。理論決定思路，思路決定發(fā)展；理論創(chuàng)新的空間，決定科技發(fā)展的空間；思考問題的高度，決定科技事業(yè)發(fā)展的程度。理論要?jiǎng)?chuàng)新，光說道理不行，必須堅(jiān)持創(chuàng)新行動(dòng)，并能逐步形成創(chuàng)新理論，促進(jìn)創(chuàng)新意識(shí)的積淀，現(xiàn)代教育理論的研究表明：人的創(chuàng)新能力是在實(shí)踐活動(dòng)中通過構(gòu)建知識(shí)，獲取體驗(yàn)，形成技能而最終發(fā)展形成的?？茖W(xué)研究追求的目標(biāo)是學(xué)術(shù)。只有學(xué)術(shù)方向與時(shí)俱進(jìn)：學(xué)術(shù)平臺(tái)交叉融合，學(xué)術(shù)隊(duì)伍才能出大師名師，學(xué)術(shù)成果才能有重大影響。這既是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要，也是創(chuàng)新文化建設(shè)的價(jià)值。科技發(fā)展需要?jiǎng)?chuàng)新文化。文化是人的生存狀態(tài)以及情感愿望的反映，反過來又對(duì)人的生存、發(fā)展給予能動(dòng)的影響。文化是一種精神，是一種氛圍，是一種價(jià)值導(dǎo)向。創(chuàng)新文化就是要大力提倡敢為人先、敢冒風(fēng)險(xiǎn)的精神，大力倡導(dǎo)敢于創(chuàng)新、勇于競(jìng)爭(zhēng)和寬容失敗的精神，鼓勵(lì)不同學(xué)術(shù)見解、不同學(xué)術(shù)流派的研究，尊重一些“孤獨(dú)的思考者”，寬容一些學(xué)術(shù)上的“狂妄者”。對(duì)真理的追求和認(rèn)識(shí)是科技發(fā)展的永恒活力和動(dòng)力，是一個(gè)曲折但又生動(dòng)鮮活的歷史過程·要容忍失敗，即使再偉大的成功者，其失敗的次數(shù)還是要超過成功的次數(shù)。不少諾貝爾獎(jiǎng)獲得者都是經(jīng)歷了許多次失敗之后才換來了成功。沒有失敗就沒有創(chuàng)新，越是有突破性的東西，越是有創(chuàng)新性的產(chǎn)品，就會(huì)經(jīng)歷越多的失敗。創(chuàng)新之所以難，就在于創(chuàng)新并不是都會(huì)成功，它肯定會(huì)有風(fēng)險(xiǎn)。美國硅谷的成功，是它允許失敗，而且它對(duì)失敗的評(píng)價(jià)跟別的地方不一樣。硅谷的風(fēng)險(xiǎn)家，他去投資一個(gè)項(xiàng)目，就會(huì)問你失敗過沒有？如果說失敗過，對(duì)你的看法就更好，說明你曾經(jīng)創(chuàng)新過，說明你更成熟，他就愿意投資。尤其是原始創(chuàng)新，還應(yīng)當(dāng)營造學(xué)術(shù)自由的寬松環(huán)境，自主創(chuàng)新。白行選擇學(xué)術(shù)發(fā)展方向，自由確定科研項(xiàng)目。

編輯推薦

《綜合提高物理實(shí)驗(yàn)》：普通高等教育“十一五”規(guī)劃教材。

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