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篇1
热敏电阻是根据半导体材料的电导率与温度有很强的依赖关系而制成的一种器件，其电阻温度系数一般为（-0.003~+0.6）℃-1。因此，热敏电阻一般可以分为:
Ⅰ、负电阻温度系数（简称NTC）的热敏电阻元件
常由一些过渡金属氧化物（主要用铜、镍、钴、镉等氧化物）在一定的烧结条件下形成的半导体金属氧化物作为基本材料制成的，近年还有单晶半导体等材料制成。国产的主要是指MF91~MF96型半导体热敏电阻。由于组成这类热敏电阻的上述过渡金属氧化物在室温范围内基本已全部电离，即载流子浓度基本上与温度无关，因此这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要考虑迁移率与温度的关系，随着温度的升高，迁移率增加，电阻率下降。大多应用于测温控温技术，还可以制成流量计、功率计等。
Ⅱ、正电阻温度系数（简称PTC）的热敏电阻元件
常用钛酸钡材料添加微量的钛、钡等或稀土元素采用陶瓷工艺，高温烧制而成。这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要依赖于载流子浓度，而迁移率随温度的变化相对可以忽略。载流子数目随温度的升高呈指数增加，载流子数目越多，电阻率越小。应用广泛，除测温、控温，在电子线路中作温度补偿外，还制成各类加热器，如电吹风等。
2、实验装置及原理
【实验装置】
FQJ—Ⅱ型教学用非平衡直流电桥，FQJ非平衡电桥加热实验装置（加热炉内置MF51型半导体热敏电阻（2.7kΩ）以及控温用的温度传感器），连接线若干。
【实验原理】
根据半导体理论，一般半导体材料的电阻率 和绝对温度 之间的关系为
（1—1）
式中a与b对于同一种半导体材料为常量，其数值与材料的物理性质有关。因而热敏电阻的电阻值 可以根据电阻定律写为
（1—2）
式中 为两电极间距离， 为热敏电阻的横截面， 。
对某一特定电阻而言， 与b均为常数，用实验方法可以测定。为了便于数据处理，将上式两边取对数，则有
（1—3）
上式表明 与 呈线性关系，在实验中只要测得各个温度 以及对应的电阻 的值，
以 为横坐标， 为纵坐标作图，则得到的图线应为直线，可用图解法、计算法或最小二乘法求出参数 a、b的值。
热敏电阻的电阻温度系数 下式给出
（1—4）
从上述方法求得的b值和室温代入式（1—4），就可以算出室温时的电阻温度系数。
热敏电阻 在不同温度时的电阻值，可由非平衡直流电桥测得。非平衡直流电桥原理图如右图所示，B、D之间为一负载电阻 ，只要测出 ，就可以得到 值。
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当负载电阻 ，即电桥输出处于开
路状态时， =0，仅有电压输出，用 表示，当 时，电桥输出 =0，即电桥处于平衡状态。为了测量的准确性，在测量之前，电桥必须预调平衡，这样可使输出电压只与某一臂的电阻变化有关。
若R1、R2、R3固定，R4为待测电阻，R4 = RX，则当R4R4+R时，因电桥不平衡而产生的电压输出为：
（1—5）
在测量MF51型热敏电阻时，非平衡直流电桥所采用的是立式电桥 ， ，且 ，则
（1—6）
式中R和 均为预调平衡后的电阻值，测得电压输出后，通过式（1—6）运算可得R，从而求的 =R4+R。
3、热敏电阻的电阻温度特性研究
根据表一中MF51型半导体热敏电阻（2.7kΩ）之电阻~温度特性研究桥式电路，并设计各臂电阻R和 的值，以确保电压输出不会溢出（本实验 =1000.0Ω， =4323.0Ω）。
根据桥式，预调平衡，将“功能转换”开关旋至“电压“位置，按下G、B开关，打开实验加热装置升温，每隔2℃测1个值，并将测量数据列表（表二）。
表一 MF51型半导体热敏电阻（2.7kΩ）之电阻～温度特性
温度℃ 25 30 35 40 45 50 55 60 65
电阻Ω 2700 2225 1870 1573 1341 1160 1000 868 748
表二 非平衡电桥电压输出形式（立式）测量MF51型热敏电阻的数据
i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
温度t℃ 10.4 12.4 14.4 16.4 18.4 20.4 22.4 24.4 26.4 28.4
热力学T K 283.4 285.4 287.4 289.4 291.4 293.4 295.4 297.4 299.4 301.4
0.0 -12.5 -27.0 -42.5 -58.4 -74.8 -91.6 -107.8 -126.4 -144.4
0.0 -259.2 -529.9 -789 -1027.2 -124.8 -1451.9 -1630.1 -1815.4 -1977.9
4323.0 4063.8 3793.1 3534.0 3295.8 3074.9 2871.1 2692.9 2507.6 2345.1
根据表二所得的数据作出 ～ 图，如右图所示。运用最小二乘法计算所得的线性方程为 ，即MF51型半导体热敏电阻（2.7kΩ）的电阻～温度特性的数学表达式为 。
4、实验结果误差
通过实验所得的MF51型半导体热敏电阻的电阻—温度特性的数学表达式为 。根据所得表达式计算出热敏电阻的电阻～温度特性的测量值，与表一所给出的参考值有较好的一致性，如下表所示：
表三 实验结果比较
温度℃ 25 30 35 40 45 50 55 60 65
参考值RT Ω 2700 2225 1870 1573 1341 1160 1000 868 748
测量值RT Ω 2720 2238 1900 1587 1408 1232 1074 939 823
相对误差 % 0.74 0.58 1.60 0.89 4.99 6.20 7.40 8.18 10.00
从上述结果来看，基本在实验误差范围之内。但我们可以清楚的发现，随着温度的升高，电阻值变小，但是相对误差却在变大，这主要是由内热效应而引起的。
5、内热效应的影响
在实验过程中，由于利用非平衡电桥测量热敏电阻时总有一定的工作电流通过，热敏电阻的电阻值大，体积小，热容量小，因此焦耳热将迅速使热敏电阻产生稳定的高于外界温度的附加内热温升，这就是所谓的内热效应。在准确测量热敏电阻的温度特性时，必须考虑内热效应的影响。本实验不作进一步的研究和探讨。
6、实验小结
通过实验，我们很明显的可以发现热敏电阻的阻值对温度的变化是非常敏感的，而且随着温度上升，其电阻值呈指数关系下降。因而可以利用电阻—温度特性制成各类传感器，可使微小的温度变化转变为电阻的变化形成大的信号输出，特别适于高精度测量。又由于元件的体积小，形状和封装材料选择性广，特别适于高温、高湿、振动及热冲击等环境下作温湿度传感器，可应用与各种生产作业，开发潜力非常大。
参考文献：
[1] 竺江峰，芦立娟，鲁晓东。 大学物理实验[M]
篇2
姓 名：张国生
学 号：XX0233
学 院：信息与计算科学学院
班 级：05信计2班
重力加速度的测定
一、实验任务
精确测定银川地区的重力加速度
二、实验要求
测量结果的相对不确定度不超过5%
三、物理模型的建立及比较
初步确定有以下六种模型方案：
方法一、用打点计时器测量
所用仪器为：打点计时器、直尺、带钱夹的铁架台、纸带、夹子、重物、学生电源等.
利用自由落体原理使重物做自由落体运动.选择理想纸带，找出起始点0，数出时间为t的p点，用米尺测出op的距离为h，其中t=0.02秒×两点间隔数.由公式h=gt2/2得g=2h/t2，将所测代入即可求得g.
方法二、用滴水法测重力加速度
调节水龙头阀门，使水滴按相等时间滴下，用秒表测出n个（n取50—100）水滴所用时间t，则每两水滴相隔时间为t′=t/n，用米尺测出水滴下落距离h，由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2.
方法三、取半径为r的玻璃杯，内装适当的液体，固定在旋转台上.旋转台绕其对称轴以角速度ω匀速旋转，这时液体相对于玻璃杯的形状为旋转抛物面
重力加速度的计算公式推导如下：
取液面上任一液元a，它距转轴为x，质量为m，受重力mg、弹力n.由动力学知：
ncosα-mg=0 （1）
nsinα＝mω2x （2）
两式相比得tgα=ω2x/g，又 tgα=dy/dx，dy=ω2xdx/g，
y/x=ω2x/2g. g=ω2x2/2y.
.将某点对于对称轴和垂直于对称轴最低点的直角坐标系的坐标x、y测出，将转台转速ω代入即可求得g.
方法四、光电控制计时法
调节水龙头阀门，使水滴按相等时间滴下，用秒表测出n个（n取50—100）水滴所用时间t，则每两水滴相隔时间为t′=t/n，用米尺测出水滴下落距离h，由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2.
方法五、用圆锥摆测量
所用仪器为：米尺、秒表、单摆.
使单摆的摆锤在水平面内作匀速圆周运动，用直尺测量出h（见图1），用秒表测出摆锥n转所用的时间t，则摆锥角速度ω=2πn/t
摆锥作匀速圆周运动的向心力f=mgtgθ，而tgθ=r/h所以mgtgθ=mω2r由以上几式得：
g=4π2n2h/t2.
将所测的n、t、h代入即可求得g值.
方法六、单摆法测量重力加速度
在摆角很小时，摆动周期为：
则
通过对以上六种方法的比较，本想尝试利用光电控制计时法来测量，但因为实验室器材不全，故该方法无法进行；对其他几种方法反复比较，用单摆法测量重力加速度原理、方法都比较简单且最熟悉，仪器在实验室也很齐全，故利用该方法来测最为顺利，从而可以得到更为精确的值。
四、采用模型六利用单摆法测量重力加速度
摘要：
重力加速度是物理学中一个重要参量。地球上各个地区重力加速度的数值，随该地区的地理纬度和相对海平面的高度而稍有差异。一般说，在赤道附近重力加速度值最小，越靠近南北两极，重力加速度的值越大，值与最小值之差约为1/300。研究重力加速度的分布情况，在地球物理学中具有重要意义。利用专门仪器，仔细测绘各地区重力加速度的分布情况，还可以对地下资源进行探测。
伽利略在比萨大教堂内观察一个圣灯的缓慢摆动，用他的脉搏跳动作为计时器计算圣灯摆动的时间，他发现连续摆动的圣灯，其每次摆动的时间间隔是相等的，与圣灯摆动的幅度无关，并进一步用实验证实了观察的结果，为单摆作为计时装置奠定了基础。这就是单摆的等时性原理。
应用单摆来测量重力加速度简单方便，因为单摆的振动周期是决定于振动系统本身的性质，即决定于重力加速度g和摆长l，只需要量出摆长，并测定摆动的周期，就可以算出g值。
实验器材：
单摆装置（自由落体测定仪），钢卷尺，游标卡尺、电脑通用计数器、光电门、单摆线
实验原理：
单摆是由一根不能伸长的轻质细线和悬在此线下端体积很小的重球所构成。在摆长远大于球的直径，摆锥质量远大于线的质量的条件下，将悬挂的小球自平衡位置拉至一边（很小距离，摆角小于5°），然后释放，摆锥即在平衡位置左右作周期性的往返摆动，如图2-1所示。
f =p sinθ
f
θ
t=p cosθ
p = mg
篇3
1、用热分析法（步冷曲线法）测绘Zn-Sn二组分金属相图；
2、掌握热电偶测量温度的基本原理。
二、 实验原理：概述、及关键点
1、简单的二组分金属相图主要有几种？
2、什么是热分析法？步冷曲线的线、点、平台各代表什么含义？
3、采用热分析法绘制相图的关键是什么？
4、热电偶测量温度的基本原理？
三、 实验装置图（注明图名和图标）
四、 实验关键步骤：
不用整段抄写，列出关键操作要点，推荐用流程图表示。
五、 实验原始数据记录表格（根据具体实验内容，合理设计）
组成为w(Zn)=0.7的样品的温度-时间记录表
时间 τ/min 温度 t/oC
开始测量 0 380
第一转折点
第二平台点
结束测量
六、 数据处理（要求写出最少一组数据的详细处理过程）
七、思考题
篇4
三,了解热量计中主要部分的作用,掌握氧弹热量计的实验技术
四,学会雷诺图解法校正温度改变值
仪器与试剂
氧弹卡计贝克曼温度计普通温度计压片器分析天平台秤万用电表点火丝剪刀直尺镊子扳手苯甲酸柴油氧气钢瓶氧气减压阀
实验数据及其处理
贝克曼温度计读数
苯甲酸
柴油
苯甲酸
柴油
样品质量g
序号
初段
末段
初段
末段
W2
W2
1
2.157
3.458
1.528
3.440
2.2500
39.1769
2
2.162
3.461
1.533
3.480
W1
W1
3
2.169
3.464
1.538
3.520
1.5718
38.5392
4
2.175
3.467
1.541
3.550
样重
样重
5
t>2.180
3.469
1.542
3.558
0.6782
0.6377
6
2.185
3.470
1.544
3.561
点火丝
7
2.190
3.471
1.546
3.568
L2
L2
8
2.194
3.472
1.547
3.570
20
20
9
2.198
3.473
1.549
3.575
L1
L1
10
2.203
3.475
1.550
3.572
16
5.8
消耗
消耗
4
14.2
初段斜率
初段截距
初段斜率
初段截距
0.0051
2.153
0.0023
1.529
末段斜率
末段截距
末段斜率
末段截距
0.0018
3.458
0.0131
3.467
升温中点
12
升温中点
align=right>12.5
中点低温
中点高温
中点低温
中点高温
2.215
3.480
1.558
3.625
温升
1.265
温升
2.066
水值J/℃
14191
热值J/g
45920
4实验讨论
固体样品为什么要压成片状？
答：压成片状易于燃烧，和氧气充分接触，且易于称中。
2．在量热学测定中，还有哪些情况可能需要用到雷诺温度校正方法？
篇5
2.学习用双踪示波器观察弦振动的波形
3.验证弦振动的共振频率与弦长、张力、线密度及波腹数的关系
二.实验仪器
XY弦音计、双踪示波器、水平尺
三 实验原理
当弦上某一小段受到外力拨动时便向横向移动，这时弦上的张力将使这小段恢复到平衡位置，但是弦上每一小段由于都具有惯性，所以到达平衡位置时并不立即停止运动，而是继续向相反方向运动，然后由于弦的张力和惯性使这一小段又向原来的方向移动，这样循环下去，此小段便作横向振动，这振动又以一定的速度沿整条弦传播而形成横波。 理论和实验证明，波在弦上传播的速度可由下式表示：
=
ρ
1
------------------------------------------------------- ①
另外一方面，波的传播速度v和波长λ及频率γ之间的关系是：
v=λγ-------------------------------------------------------- ②
将②代入①中得 γ
=λ1
-------------------------------------------------------③ ρ1
又有L=n*λ/2 或λ=2*L/n代入③得 γ
n=2L
------------------------------------------------------ ④ ρ1
四 实验内容和步骤
1.研究γ和n的关系
①选择5根弦中的一根并将其有黄铜定位柱的一端置于张力杠杆的槽内，另一端固定在张力杠杆水平调节旋钮的螺钉上。
②设置两个弦码间的距离为60.00cm，置驱动线圈距离一个弦码大约5.00cm的位置上，将接受线圈放在两弦码中间。将弦音计信号发生器和驱动线圈及示波器相连接，将接受线圈和示波器相连接。
③将1kg砝码悬挂于张力杠杆第一个槽内，调节张力杠杆水平调节旋钮是张力杠杆水平（张力杠杆水平是根据悬挂物的质量精确确定，弦的张力的必要条件，如果在张力杠杆的第一个槽内挂质量为m的砝码，则弦的张力T=mg，这里g是重力加速度；若砝码挂在第二个槽，则T=2mg；若砝码挂在第三个槽，则T=3mg…….） ④置示波器各个开关及旋钮于适当位置，由信号发生器的信号出发示波器，在示波器上同时显示接收器接受的信号及驱动信号两个波形，缓慢的增加驱动频率，边听弦音计的声音边观察示波器上探测信号幅度的增大，当接近共振时信号波形振幅突然增大，达到共振时示波器现实的波形是清晰稳定的振幅最大的正弦波，这时应看到弦的震动并听到弦振动引发的声音最大，若看不到弦的振动或者听不到声音，可以稍增大驱动的振幅（调节“输出调节”按钮）或改变接受线圈的位置再试，若波形失真，可稍减少驱动信号的振幅，测定记录n=1时的共振频率，继续增大驱动信号频率，测定并记录n=2,3,4,5时的共振频率，做γn图线，导出γ和n的关系。
2.研究γ和T的关系 保持L=60.00cm，ρ
1保持不变，将1kg的砝码依次挂在第1、2、3、4、5槽内，测出n=1
时的各共振频率。计算lg r 和lgT，以lg2为纵轴，lgT为横轴作图，由此导出r和T的关系。
3.验证驻波公式
根据上述实验结果写出弦振动的共振频率γ与张力T、线密度ρ关系，验证驻波公式。
1、弦长l1、波腹数n的
五 数据记录及处理
1.实验内容1-2 数据 T=1mg ρ1=5.972 kg/m
数据处理：
由matlab求得平均数以及标准差 1.平均数 x1=117.5600 2.标准差 σx=63.8474
最小二乘法拟合结果： Linear model Poly1:f(x) = p1*x + p2
Coefficients (with 95% confidence bounds): p1 = 40.38 (39.97, 40.79) p2 = -3.58 (-4.953, -2.207)
Goodness of fit:SSE: 0.508R-square: 1
Adjusted R-square: 1RMSE: 0.4115
此结果中R-square: 1 Adjusted R-square: 1说明，此次数据没有异常点，并且这次实验数据n与γ关系非常接近线性关系，并可以得出结论：n与γ呈正比。
2.实验内容 3.4数据
1.平均数 x1= 62.20xx 2.标准差 σx=308.2850
最小二乘法拟合结果： Linear model Poly1:f(x) = p1*x + p2
Coefficients (with 95% confidence bounds): p1 =0.4902 (0.4467, 0.5336) p2 = 1.574 (1.553, 1.595) Goodness of fit:SSE: 0.0001705R-square: 0.9977
Adjusted R-square: 0.9969RMSE: 0.007539
由分析可知，此次数据中并没有异常点，并且进行线性拟合后R-square: 0.9977 Adjusted R-square: 0.9969，因为都极其接近1，所以说此次拟合进行的非常成功，由此我们可以得出相应的结论：lgT与lgγ是线性关系。
六.结论
验证了弦振动的共振频率与张力是线性关系
也验证了弦振动的共振频率与波腹数是线性关系。
七.误差分析
在γ和n关系的实验中，判断是否接近共振时，会有一些误差，而且因为有外界风力等不可避免因素，所以可能会有较小误差。
在γ与T实验中，由于摩擦力，弦不是处于完全水平等可能产生较小的误差。
附录（Matlab代码）
%%实验1 %一
A=[1 37.2 2 76.9 3 117.1 4 158.1 5 198.5];
p1=mean(A(:,2)); %平均数 q1=sqrt(var(A(:,2))); %标准差
figure
plot(A(:,1),A(:,2),'o') hold on lsline
xlabel('n 波腹数');
ylabel('γ（Hz） 频率');title('γ和n的关系');
[k b]=polyfit(A(:,1),A(:,2),1);%拟合直线
%二
% T（kg） LgT（kg） γ(Hz) Lgγ(Hz) B=[1 0.00 37.2 1.57 2 0.3 53.6 1.73 3 0.48 65.0 1.81 4 0.60 72.5 1.86 5 0.70 82.7 1.92];
x=B(:,1); y=B(:,3);
figure
篇6
测量结果的相对不确定度不超过5%
三、物理模型的建立及比较
初步确定有以下六种模型方案：
方法一、用打点计时器测量
所用仪器为：打点计时器、直尺、带钱夹的铁架台、纸带、夹子、重物、学生电源等.
利用自由落体原理使重物做自由落体运动.选择理想纸带，找出起始点0，数出时间为t的p点，用米尺测出op的距离为h，其中t=0.02秒×两点间隔数.由公式h=gt2/2得g=2h/t2，将所测代入即可求得g.
方法二、用滴水法测重力加速度
调节水龙头阀门，使水滴按相等时间滴下，用秒表测出n个(n取50—100)水滴所用时间t，则每两水滴相隔时间为t′=t/n，用米尺测出水滴下落距离h，由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2.
方法三、取半径为r的玻璃杯，内装适当的液体，固定在旋转台上.旋转台绕其对称轴以角速度ω匀速旋转，这时液体相对于玻璃杯的形状为旋转抛物面
重力加速度的计算公式推导如下：
取液面上任一液元a，它距转轴为x，质量为m，受重力mg、弹力n.由动力学知：
ncosα-mg=0 (1)
nsinα=mω2x (2)
两式相比得tgα=ω2x/g，又 tgα=dy/dx，dy=ω2xdx/g，
y/x=ω2x/2g. g=ω2x2/2y.
.将某点对于对称轴和垂直于对称轴最低点的直角坐标系的坐标x、y测出，将转台转速ω代入即可求得g.
方法四、光电控制计时法
调节水龙头阀门，使水滴按相等时间滴下，用秒表测出n个(n取50—100)水滴所用时间t，则每两水滴相隔时间为t′=t/n，用米尺测出水滴下落距离h，由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2.
方法五、用圆锥摆测量
所用仪器为：米尺、秒表、单摆.
使单摆的摆锤在水平面内作匀速圆周运动，用直尺测量出h(见图1)，用秒表测出摆锥n转所用的时间t，则摆锥角速度ω=2πn/t
摆锥作匀速圆周运动的向心力f=mgtgθ，而tgθ=r/h所以mgtgθ=mω2r由以上几式得：
g=4π2n2h/t2.
将所测的n、t、h代入即可求得g值.
方法六、单摆法测量重力加速度
在摆角很小时，摆动周期为：
则
通过对以上六种方法的比较，本想尝试利用光电控制计时法来测量，但因为实验室器材不全，故该方法无法进行;对其他几种方法反复比较，用单摆法测量重力加速度原理、方法都比较简单且最熟悉，仪器在实验室也很齐全，故利用该方法来测最为顺利，从而可以得到更为精确的值。
四、采用模型六利用单摆法测量重力加速度
摘要：
重力加速度是物理学中一个重要参量。地球上各个地区重力加速度的数值，随该地区的地理纬度和相对海平面的高度而稍有差异。一般说，在赤道附近重力加速度值最小，越靠近南北两极，重力加速度的值越大，最大值与最小值之差约为1/300。研究重力加速度的分布情况，在地球物理学中具有重要意义。利用专门仪器，仔细测绘各地区重力加速度的分布情况，还可以对地下资源进行探测。
伽利略在比萨大教堂内观察一个圣灯的缓慢摆动，用他的脉搏跳动作为计时器计算圣灯摆动的时间，他发现连续摆动的圣灯，其每次摆动的时间间隔是相等的，与圣灯摆动的幅度无关，并进一步用实验证实了观察的结果，为单摆作为计时装置奠定了基础。这就是单摆的等时性原理。
应用单摆来测量重力加速度简单方便，因为单摆的振动周期是决定于振动系统本身的性质，即决定于重力加速度g和摆长l，只需要量出摆长，并测定摆动的周期，就可以算出g值。
实验器材：
单摆装置(自由落体测定仪)，钢卷尺，游标卡尺、电脑通用计数器、光电门、单摆线
实验原理：
单摆是由一根不能伸长的轻质细线和悬在此线下端体积很小的重球所构成。在摆长远大于球的直径，摆锥质量远大于线的质量的条件下，将悬挂的小球自平衡位置拉至一边(很小距离，摆角小于5°)，然后释放，摆锥即在平衡位置左右作周期性的往返摆动，如图2-1所示。
f =p sinθ
t=p cosθ
p = mg
l
图2-1 单摆原理图
摆锥所受的力f是重力和绳子张力的合力，f指向平衡位置。当摆角很小时(θ<5°)，圆弧可近似地看成直线，f也可近似地看作沿着这一直线。设摆长为l，小球位移为x，质量为m，则
sinθ=
f=psinθ=-mg =-m x (2-1)
由f=ma，可知a=- x
式中负号表示f与位移x方向相反。
单摆在摆角很小时的运动，可近似为简谐振动，比较谐振动公式：a= =-ω2x
可得ω=
于是得单摆运动周期为：
t=2π/ω=2π (2-2)
t2= l (2-3)
或 g=4π2 (2-4)
利用单摆实验测重力加速度时，一般采用某一个固定摆长l，在多次精密地测量出单摆的周期t后，代入(2-4)式，即可求得当地的重力加速度g。
由式(2-3)可知，t2和l之间具有线性关系， 为其斜率，如对于各种不同的摆长测出各自对应的周期，则可利用t2—l图线的斜率求出重力加速度g。
试验条件及误差分析：
上述单摆测量g的方法依据的公式是(2-2)式,这个公式的成立是有条件的，否则将使测量产生如下系统误差:
1. 单摆的摆动周期与摆角的关系，可通过测量θ<5°时两次不同摆角θ1、θ2的周期值进行比较。在本实验的测量精度范围内，验证出单摆的t与θ无关。
实际上，单摆的周期t随摆角θ增加而增加。根据振动理论，周期不仅与摆长l有关，而且与摆动的角振幅有关，其公式为：
t=t0[1+( )2sin2 +( )2sin2 +……]
式中t0为θ接近于0o时的周期，即t0=2π
2.悬线质量m0应远小于摆锥的质量m，摆锥的半径r应远小于摆长l，实际上任何一个单摆都不是理想的，由理论可以证明，此时考虑上述因素的影响，其摆动周期为：
3.如果考虑空气的浮力，则周期应为：
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1.对大学物理实验绪论课的教学不够重视
大学物理实验绪论课是在实验课开始前指导教师就实验基本理论知识方面的内容向学生进行讲授，主要是向学生讲授大学物理实验的地位和作用、大学物理实验的目的和任务、大学物理实验的基本过程以及有关实验数据处理及实验报告的书写等方面的知识。通过实验绪论课的教学，使学生明确大学物理实验课的重要性，对大学物理实验有一个整体上的认识，掌握实验报告的书写及实验数据处理等方面的内容。但是，在我校大学物理实验绪论课的教学中，由于所给绪论课的学时较少，再加之大学物理实验绪论课的教学内容较多，为了节约时间，实验指导教师往往没有顾及学生的接受能力和理解能力，急于在有限的教学时间内把实验报告的书写、实验误差理论、不确定度的有关知识、有效数字的计算和实验数据的处理等方面内容教授给学生，这样学生对这部分的内容没有完全理解，更不用说运用了。导致的结果是在实验之后，学生对测量所得的实验数据不知如何处理，更不用说写出合格的实验报告了。
2.学生实验主动意识差，实验预习不到位
大学物理实验主要是为了训练学生的思维能力和动手能力，要求学生具有较强的自主学习能力。我校的大学物理实验要求学生在实验课之前对所做的实验进行预习，实验预习要求学生对实验原理、实验仪器、实验操作原理等方面的知识进行自主学习，在预习的过程中对其中存在的一些问题记录在记录本上，然后写出实验预习报告，作出记录实验原始数据的表格。然而，由于我校很多学生把中学的灌输式的学习方式带到了大学，没有?B成良好的学习习惯，学习的主动意识差，再加之在中学对实验教学不够重视，有的学生在中学根本就没有做过实验，学生的动手能力差。因此，在实际的预习过程中，大多数学生在预习时就是原封不动地抄袭课本上的文字，而对于其中的一些重要的实验原理图及公式也不理解。由于学生的预习不到位，在做实验面对实验仪器时就无从下手，甚至有的学生就等着实验指导教师对实验进行演示，然后按照指导教师的步骤进行实验。
3.教学理念、教学方法陈旧落后
由于学生在先前的实验预习中没有预习到位，再加之在实验之前没有见到过实验仪器的实物。因此，当学生走进实验室面对实验仪器时，显示出了满脸的茫然，不知如何下手去做实验。因此，实验指导教师一般都采用了传统的实验教学模式，即实验指导教师先讲解实验原理、实验方法和实验步骤，甚至有的实验教师连做实验的过程也给学生进行演示，学生只要按照实验指导教师演示的步骤进行实验就能测出实验数据。由于实验指导教师采用了这种沿用了多年的老套的实验教学方法，在实验的教学理念和教学方法上没有加以创新和发展。因此，在整个实验过程中实验指导教师都是处于主导地位，学生在实验过程中没有发挥出应有的作用，有的学生甚至不要动脑，只要按照指导教师的步骤进行实验就能很好的做完实验。这种教学方法不但使实验课失去了实践性的作用，而且把实验课变成了一种简单的模仿过程。这样的实验课毫无创新而言，使得实验课也就变得枯燥无味了，久而久之学生也就把大学物理实验当做要完成的一名课程罢了，使学生失去了做实验的积极性和主动性，这严重影响了学生的创新意识和创新能力的培养。
4.实验考核内容不合理
实验考核是实验教学中的一个重要环节。合理的考核办法能够激发学生的学习兴趣，也能反映出学生的综合索质，体现用知识分析问题和解决问题的能力[1]。大学物理实验的考核是一个综合的过程，在此考核过程中，实验指导教师应该要考虑到实验课程的特殊性，要考虑到实验课的方方面面，不能单看哪一个方面。但是，在我校物理实验的考核过程中，实验指导教师往往只以实验报告书写的好坏来对实验进行考核，也就是说把实验报告作为唯一一个考核点。这种考核方法有失公允，因为大学物理实验的过程包括实验预习、实验操作和书写实验报告三个部分，如果我们只考核实验报告的话，那么势必会忽视其他两个方面在大学物理实验教学中的作用，这种考核模式只重视实验结果而忽视了做实验的过程。实验报告写的好不好固然可以在一定程度上反映出学生的实验能力，但是如果只片面地强调实验报告，会诱导学生把所有的精力都集中在怎么样才能写出一份完美的实验报告来，而且，有的学生即使在实验前没有很好地预习实验，在实验操作时没能测出很好的实验数据，如果通过编造实验数据和抄袭别人的实验数据照样可以写出一份完美的实验报告来。因此，这种考核方式忽略了学生自学能力和动手能力的培养。
二、提高大学物理实验教学效果的措施
1.加强大学物理实验绪论课的教学
大学物理实验绪论课是教师在做实验之前给学生所讲授的实验理论课，绪论课是将学生引入到实验教学环节的先导。大学物理实验绪论课的科学性、完整性及严谨性将直接影响学生在后续实验课中的学习兴趣[2]。
在实验教学的过程中，由于大学物理实验绪论课要讲解的内容比较多，而我校可用于安排绪论课教学的时间相对较少，因此，在上大学物理实验绪论课时要抓住重点，不能泛泛而谈，对于不同知识点的讲解要采用不同的教学方法。如为了提高学生实验的积极性，我校在绪论课上先采用PPT教学的方式简短地向学生讲解开设大学物理实验课的重要性和必要性，大学物理实验课在后续课程及在科研中的地位和作用，物理学实验的发展历史及对现代科学技术的推动作用，还特别介绍了一些对现代科技发展和社会进步起到巨大推动作用的经典物理学实验。在讲解到基本概念和基本公式时，采用了归纳法，在讲解的过程中还附以实例进行讲解，这样便于学生对这些内容的理解和记忆。对于误差传递公式 、有效数字计算 、有效数字的修约等知识，采用了理论结合实例来进行讲解，然后再附以课堂练习，这样加强了学生对所学知识的运用。在讲解到具体的实验数据处理方法时，我们都以具体的实验实例来进行讲解，让学生掌握各种实验数据处理方法，另外，我们还向学生介绍了一些处理实验数据的软件，以培养学生利用现代科技手段对实验数据进行处理的能力。
2.改革教学理念和教学方法，采用“2+1”的教学模式
在相当长的一段时间内，我校在大学物理实验的教学上采用的都是传统的教学模式，即在开始做实验之前，先由实验指导教师对本次的实验进行讲解，讲解内容包括实验目的、实验仪器、实验原理、实验数据的处理及做实验的过程，有的实验指导教师甚至把所做的实验向学生演示一遍。这种教学模式颠倒了主次，大学物理实验主要是为了培养学生的思维能力和动手能力，实验的主角是学生，而不是实验指导老师。这种教学模式，指导教师把学生要做的事情在实验之前都给学生讲清楚了，学生根本不需要思考，只要按照指导教师的思路操作即可得出想要的实验数据。针对传统教学模式的弊端，我校在大学物理实验的教学上提出了“2+1”的教学模式。“2+1”的教学模式就是我们把每个实验分成两个阶段，即实验预习阶段和实验操作阶段，其中实验预习?A段1学时，实验操作阶段2学时，所以叫做“2+1”的教学模式，这两个阶段是我们根据多年的实验教学经验提出来的。实验预习阶段，就是学生走进实验室面对实验仪器进行预习，预习时间为1个学时，在实验预习阶段要求学生熟悉实验仪器的使用方法并做相应操作，在此阶段如果学生遇到什么问题，可以问实验指导教师，在实验室预习以后，学生再根据要求写出实验预习报告。实验操作阶段的时间为2个学时，在实验操作阶段实验指导教师只对本次实验的实验要求、实验注意事项及实验数据的处理方法进行讲解，实验操作由学生独立完成，学生在做实验的过程中是不允许讲话的。通过一年的教学实践，我校大学物理实验课在采用“2+1”的教学模式后，教学效果明显提升。
3.改革实验的考核内容，采用“3+1”的实验考核办法
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一、实验教学考核中存在的问题
由于大学物理实验的选课，学生分不同的批次完成每个实验，每次选择实验项目的具体学生都不同，教师与学生彼此不熟悉，因而不了解学生的实验学习情况。大学物理实验没有相对统一的评价指标和考核要点，实验成绩考核区分度低，认真和独立完成实验的学生成绩与其它学生的成绩差别不大，不能很好地将学生的实验能力和实验水平区分开，挫伤了优秀学生的积极性。不认真完成实验的学生养成了不良的习惯，不注意实验过程中的实验仪器调节，对实验现象的观察不细致，数据测量不真实。实验过程中，教师不能很好地跟踪学生的实验测量情况，缺少必要的过程记录，给出的成绩区分度不够，不利于形成良好的实验研究氛围，弱化了实验课程在动手能力、应用能力、创新能力培养中的作用。
二、基于实验过程考核的成绩评价原则
学校对应用型人才培养目标的定位，强调突出学生的动手能力、应用能力、创新能力的培养，提高毕业生的就业竞争能力，提高学校的办学水平，扩大学校的社会影响，提升学校的知名度。在学校应用型人才培养目标定位后，为了更好地考核学生的实验过程，教师转变了多年来形成的实验教学理念，在重视结果评价的同时，更重视实验过程的形成性评价[1-3]。实验教师树立了以“学生为中心”的教学理念，围绕学生的实验过程，教师在适当的时间为学生提供必要的指导。大学物理实验要求学生不但具有扎实的理论知识，而且具有灵活运用理论知识的能力，它不仅培养学生娴熟的实验仪器调节能力，也能培养独立思考、归纳总结实验现象的能力，以及针对实验现象提出问题的能力，分析、探讨交流后提出解决方案的能力，以及创新能力，提高学生的大学物理实验素质和技能，有助于教师与学生间形成浓郁的实验学习的氛围。基于学生实验能力、动手能力、创新能力和团队精神的培养，制定了贯穿于实验过程考核的主要指标，对实验过程进行评价[4,5]。为了突出对实验过程的评价，确定实验预习15分，实验过程50分，实验报告35分的分数构成。每个指标分为三个层次，总体评价根据主要指标的等级进行。
（一）实验预习
预习报告格式规范性（7分），主要通过预习报告的格式规范性的书写，培养学生形成实验报告的规范格式和写法，以及科技写作的能力。主要考核实验题目、实验仪器名称、实验原理书写规范性，等级分为规范（7分）、较规范（5分），一般（3分）。预习效果，实验直接测量量（8分），通过考核学生对该实验项目的间接测量的测量以及间接测量量与直接测量量的关系，了解学生对实验项目的具体测量的掌握程度。主要考核实验项目中使用实验仪器或仪表；间接测量量与直接测量量的关系。主要了解学生对实验原理的理解程度，实验过程中的待测量以及实验仪器的使用注意事项等是否清楚。等级分为理解（8分）、较理解（6分）、一般（3分）。
（二）实验过程考核
实验测量的表格设计（5分），主要考核学生对实验项目中直接测量的测量量的个数和测量次数等，通过形象的表格形式体现出来，考核表格设计中表题、行距等规范性性等是否与实验测量的间接量一一对应；了解实验测量任务是否明确。等级分为明确（5分）、较明确（4分）、一般（3分）。实验仪器的调节与操作（6分），主要考察学生对实验仪器调节和规范使用的程度，特别是对一些电学仪器和光学仪器的使用，避免电学仪器的过载和光学仪器的微调节功能。实验仪器使用规范（6分），较规范（4分），一般（2分）等。实验仪器调节与实验现象（12分），主要考核学生能够正确利用仪器精心、细致地调节，通过观察现象和分析进行适当地调节，出现明显的实验现象，便于观察和总结实验现象，理解现象背后深层次的实验规律。实验现象明显（12分），实验现象较明显（7分），实验现象不明显（3分）。实验数据的读取与记录（12分），主要考察学生能够根据实验仪器、仪表的量程和最小分度，正确地读出直接测量量并根据有效数字的规则，进行数据的读取和记录，获得第一手的数据信息。基于实验仪表的测量数据正确、有效数字规范（12分）、数据正确但有效数字不规范（8分）、测量数据不正确（4分）。实验过程中遇到的问题（5分），主要考核学生在实验过程中仪器调节时出现的问题，观察的现象不稳定，实现现象不明确等问题，经过思考将出现的问题，用逻辑语言清晰表述的能力。问题描述清晰（5分）、基本清晰（4分）、不清晰（3分）。思考后的解决对策（7分），主要考核学生对出现的问题的现象描述后，能够分析并诊断问题存在的原因，并进行相应的处理，解决了出现的问题。独立思考且可行的对策（6分）、教师部分提示提出的解决对策（5分）、教师指导下的解决对策（3分）。实验仪器的整理（3分），在考察学生在实验测量后，对数据测量的有效性的鉴定后，整理仪器设备，为下一次实验做好准备。
（三）实验报告
考核实验报告中数据处理和结果分析部分的书写格式规范的程度。测量结果的表示（15分），主要考核学生利用已经测量的实验数据信息，利用间接测量量与直接测量量的关系计算结果的平均值和有效数字的位数。计算结果与不确定度合理（15分）、有一定的偏差（11分）、结果和不确定度有较大的偏差（8分）。测量结果的评价与误差分析（10分），主要考察学生通过实验，根据实验过程仪器的调节和数据读取与记录等环节，能够根据测量结果的平均值和不确定度的大小，对测量结果进行评价，分析原因和找出不足。测量结果的评价与误差分析客观（10分）、不全面（7分）、一般（4分）。对实验项目和内容的建议和意见（10分），主要考察学生亲自参与整个实验过程，并进行测量，对实验内容的设置的难易程度，实验内容的拓展等提出自己的建议和意见，便于实验内容更好地设置和改进。建议有应用价值（10分）、建议有参考价值（8分）、建议价值一般（6分）。对实验过程和实验报告分析到位的实验报告，实验指导教师有权利奖励学生5分，但教师必须在实验报告评价中，有文字说明并签字，严格控制奖励的实验报告。期末结束时实验报告将在实验室留档备存。
三、结论
将基于实验过程的大学物理实验的评价指标应用于大学物理实验教学中，并在大学物理实验过程中按着评价指标认真完成大学物理实验过程的评价。实践结果表明，基于实验过程的成绩评价能引导学生形成良好的实验氛围，培养学生严谨的科学实验态度，调动了学生实验课程的积极性，提高了实验过程中学生与教师主动交流的积极性，锻炼了学生归纳、总结的能力，提升了学生解决实验问题的能力，训练了学生规范完成实验报告的书写能力、科学思维和方法，培养了学生的综合技能，提升了团队精神和应用能力。
参考文献：
[1]罗晓琴.大学物理实验成绩评定方式探索[J].实验科学与技术,2011(5):102-104.
[2]房文静,刘冰.大学物理实验成绩的模糊评价[J].物理实验,2007(10):21-23.
[3]胡峰,颜莉.应用模糊数学分层模型评价大学物理实验成绩[J].物理实验,2008(8):22-23.
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大学物理实验在物理学的发展中起了重要的作用，今后在探索和开拓新的科技领域中，大学物理实验仍是强有力的工具。而我校在学分制下该课程设置有48学时和30学时，实验内容覆盖广，而且大学生在大学生涯遇到的第一门实验启蒙课程，就是大学物理实验。要打下坚实的实验基础和具有较强的科学实验能力，我们大学生必须主动地、积极地、创造性地去学习；通过实验去学习探索研究问题的方法，培养与锻炼科学实验的能力。而有些同学在学习过程中不擅长动手操作，把它当作理论课一样对待。实验不同于理论，有其自身的规律和特点，学习方法也应用有所不同。基于在学分制下那么怎样才能学好这门课程呢？我通过一年的大学物理实验的努力学习，总结以下几点来说明大学物理实验课程学习要则。
1.要重视大学物理实验的三个基本环节[1]
在大学物理实验中，要完成每一个实验必须要经过三个基本环节：实验前预习、 实验操作、撰写实验报告。
1.1实验前认真预习
由于课堂实验时间是很有限的，要想在规定的时间内高质量地完成要求的实验任务，做好实验预习是十分重要的。 实验预习就是在实验进行之前，通过认真阅读和理解实验教材，并辅之以阅读一定的参考资料，明确实验目的、原理、步骤、数据处理方法、注意事项等，并写好预习报告的过程。特别值得提出的是，对实验中涉及的仪器设备，尤其是以前未使用过的，要尽量了解其结构原理、性能特点、使用方法等，必要时可到实验室参观实物，做好实验预习，做到胸有全局。这样才能在实验中避免手忙脚乱，实验后对实验结果茫茫然。
1.2认真完成课堂上的实验操作规范
实验的过程是学生自己动手动脑实际操作仪器进行实验测量的过程，它是对学生的实验技能、预习情况的综合检查。为了顺利进行实验，首先要认识仪器，熟悉操作步骤，调试安装实验仪器，实验试做和观察。其次要规范操作实验仪器，仔细观察，认真思考，认真测量，准确读取和记录数据。读取数据要符合读数规则，记录数字应为有效数字，并要注明单位。记录实验数据时要真实，这是一个大学生的基本道德素养。最后要数据检查。要求的数据测量完成后，不要忙于撤除仪器，首先自己检查数据的合理性，然后交教师检查。如果问题较大，应重测。
1.3撰写实验报告要规范
撰写实验报告的目的是为了培养和训练大学生以书面的形式总结实验工作或报告科学成果的能力。实验报告中除了有准确的测量记录和正确的数据处理、结论外，还应该对结果作出合理的分析讨论，从中找到被研究事物的运动规律，并且判断自己的实验或研究工作是否可信或有所发现。
撰写实验报告中最重要的内容是认真地处理实验数据。实验数据是对实验定量分析的依据，是探索、验证物理规律的第一手资料。实验数据的记录以及对数据进行计算并求得最终的结果，验证跟理论值是否相符，误差的大小，最终得出的结论，对实验思考题进的讨论以及讨论的结果和对实验进行的总结。一份认真的，高水平的实验报告才算是为本次实验画上一个圆满的句号。
2.要注意养成善于分析问题的习惯
实验时最好是带着问题去做。实验中要善于捕捉和分析实验现象，理论结合实际，指导实验操作；做完实验后一般要有所回味，这样才能得到提高。实验最后总要获得实验结果，结果是否正确靠什么来判断？实验数据的好坏说明什么问题？这些问题要靠分析实验来解决。在大学物理实验中，千万不可认为实验的目的只是为了做出标准的数据结果。往往有些同学，当实验数据和理论值一致时，就会觉得心满意足，简单地认为已经学好了这次实验，而一旦实验数据和理论值差别较大时，又会感到失望，抱怨仪器装置，甚至拼凑或抄袭别人的数据。这两种表现都是不对的。如果出现实验结果和公认值不一致的情况，实际只要找到不一致的原因所在就可以了，过程比结果更重要。如在实验的过程中遇到问题，不要出现畏难情绪马上求助于教师或抄几个数据草草了事，而应该把它看成是学习的良好机会，要积极思考，尝试独立排除实验故障，做实验并不是为了测量几个数据，关键是锻炼自己分析、研究和解决问题的能力。学会科学的思维和研究问题的方法，决不能在实验室里梦游、游乐。
3.要注意锻炼自己的实验动手操作能力
要学会正确使用各种仪器，并力求自己排除实验中出现的故障。应该说，能否发现实验故障并排除是实验能力强弱的一个重要表现，要想提高实验能力，必须自己多动手。对于如何记录实验数据，如何安排仪器布局，如何正确操作仪器等，只有在每次实验中有意识的加强锻炼，才能养成良好的习惯。
4.要注意培养自己勇于创新的精神
大学物理实验的最后一项内容是设计性实验，设计性物理实验是大学物理实验中一种新的创新型教学模式，对于增强学生的创新意识，提高学生的创新能力，具有重要的意义。所以在设计性实验中，不轻意放过每一个实验现象，不怕挫折和失败，艰苦努力，力求以最小代价取得最好的实验结果。 总之，实验课有它本身的特点和规律，要学好实验课不是一件容易的事，但也绝非太难的事；只要在学习过程中不断总结经验，逐步掌握规律，培养对实验课的兴趣，书山有路勤为径，学海无涯悟作舟。培养自己勇于创新的精神，就能炼好基本功，提高自己的科学实验能力。
总之，大学物理实验课具有其它课程无法替代的重要性，我们当今大学生必须重视大学物理实验，学好大学物理实验。
参考文献：
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大学物理实验的基本教学流程如下：(1)上课前检查学生实验报告册预习部分，给出预习评分；(2）教师根据教学需要适当讲解;(3)学生开始实验操作，在实验报告册上输入原始数据（数据修改处需要老师签字认可）;(4)教师查看原始数据，并结合实际操作情况给出学生操作分，学生的原始数据不能再修改;(5)学生处理实验数据，完成实验报告;(6)教师收齐实验报告进行评阅，给出报告评分；（7）学生整理实验器材，有序离开。为全程记录学生实验情况，物理实验室设计了独具特色的“物理实验学生管理卡制度”。物理实验学生管理卡上的主要内容有：学生每次实验考勤登记、预习情况登记、操作成绩登记、实验报告成绩登记等，还有学生中学期间物理实验简况和学生照片。物理实验学生管理卡不仅加强了对学生实验的管理，有效杜绝了学生替代做实验的现象，同时也是教学情况的原始资料，便于老师掌握学生学习情况及方便检查教学情况，规范了学生实验质量评价。可以说“学生实验管理卡制度”是整个大学物理实验管理的核心。实践证明，执行“学生实验管理卡制度”效果显著。
三、提升实验教师队伍层次，保障大学物理实验教学的高质量
实验队伍是高等学校实验教学、科学研究、科技开发、社会服务及实验室管理等方面的一支重要力量，实验队伍的思想素质、业务水平、工作效率等都直接影响着实验教学的质量、科学研究的进程、实验设备的使用效益以及实验室建设和管理的水平[6]。中南林业科技大学物理实验室采取多种渠道充实实验教师队伍，形成了一支由专职实验员、“双师型”专职实验教师以及大学物理理论课和应用物理专业课兼职教师组成的实验队伍，始终坚持让高学历、高职称教师站到实验教学第一线，鼓励教师将最新科学研究成果改造成为教学型的实验项目，促进实验与理论、科研与教研的高度融合。同时，物理实验室与实验设备供应方建立了良好的合作互动关系，根据教学需要常态化邀请厂房技术员开展引进新技术培训、大型仪器设备及常规设备的维护和维修培训、现代教育技术培训等，并将教师在实验教学过程中遇到的问题和改进的思路不断与厂家反馈、沟通，在实践中持续提高教师业务水平。另外，从实验室日常管理的角度来看，一个或多个负责、敬业且能全岗的实验管理员至关重要。
四、制定科学、严谨的考核机制，完善实验教学质量监控体系
物理实验教学质量评估的一个重要环节就是制定正确的考核机制。考试是引导学生自主学习、检查教师教学效果的重要手段。根据大学物理实验的教学目标，物理实验作为一门实践性学科,要求学生能借助实验教材对实验进行独立操作，能对实验数据做出科学规范的处理。物理实验教学必须采用平时成绩与操作考核的方式相结合，这样才能全面考察学生的实验素质和实践能力，才能正确引导学生主动学习和教师改善教学，起到良好的正反馈效果。因此,根据国家教委有关物理实验教学的精神以及我校实验教学特点,依托《中南林业科技大学内部教学质量保障体系》,实验室制定了一套切实可行的物理实验考核与成绩评定办法，综合实验预习、操作过程、实验报告以及最终考核成绩进行全面评价，调动了学生认真做好实验的积极性,取得了较好的教学效果。平时成绩包括实验预习成绩、操作过程成绩及实验报告成绩。“凡事预则立，不预则废”，实验预习的好坏决定了学生实验过程能否取得主动以及实验课收获的大小。预习包括阅读资料、熟悉仪器和写出预习报告，重点解决三个问题，一是做什么、二是根据什么做、三是怎么做。然后老师根据学生所做的预习报告给出预习成绩，没预习者不能参加实验。操作过程是指学生进入实验室按照编组使用相应的仪器，在老师的指导下按预习时确定的实验步骤进行实验，采集原始实验数据。老师根据学生在实验过程中的具体情况给出操作成绩。实验报告则是实验后对实验原始数据进行科学规范的处理，要求列表报告数据、完成计算、曲线图、不确定度的计算或误差分析，最后写明实验结果。老师对学生完成实验结果处理的正确性和规范程度给出实验报告的成绩。另外还有操作考核成绩。学生以实验组为单位通过抽签确定所考项目，在规定的时间内，学生自行设计实验方案、完成实验并完成实验报告。对于（光）电子类、通讯工程类、材料物理类等与物理学联系紧密的学科专业的学生，可将考核方式变为完成报告或小论文形式。学生可结合自己所学专业特点，根据平时实验情况选取设计性实验或探索性实验的实验课题，以实验报告或阶段性小论文的形式完成考核。这样既能充分、全面、科学地反映学生大学物理实验的掌握程度，同时也为其专业毕业论文的完成奠定基础。
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0引言
1995年全国科技大会上，同志指出：“创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力。如果自主创新能力上不去，一味靠技术引进就永远难以摆脱技术落后的局面。”可见，科技创新对于国家的发展举足轻重。对于在实验中发展起来的物理学，毋庸置疑，物理实验为探索宇宙的新规律起到了关键性作用。从提出猜想，作出假设，再到实验验证，建立理论模型，科学研究在物理实验中得到了很好的诠释。作为理论与实践相结合的纽带，大学物理实验担负着培养学生科学素养（科学思维、科学态度、科学方法）、创新能力和实践能力的重大使命。
1大学物理实验教学发展现状
上世纪80年代以来，为突出创新能力培养，世界各国一直致力于于实验教学的探索和改革，逐渐形成了较为完备、先进的特色物理实验教学。国外的教学改革比较成熟，特色鲜明。教学主体开放性大，包括文科生和本地中学生等，最大化实验室利用率，真正实现服务社会的目的。教学途径灵活多样化，出现了“回家实验”等新的教学手段。自编教材以贴近生活的题材，有意留给学生更多的思考题。考核多样性，口试或操作考试取代了传统的笔试。注重设计性、研究性和操作性，学生自主选择实验并进行探究，不具体规定实验的时间和结果。无疑，国外大学物理多元化的实验教学才是真正意义上的开放式教学。
回顾我国近几十年的教育体制改革，既有成功的推进，也不乏无疾而终的尝试。高校已将大学物理实验教学的改革提上日程，投入了大量的资金和人力物力，有效了改善了实验条件。与此同时，面对日新月异的科技提出了的挑战，我国的大学物理实验教学改革存在一些问题。实验内容一成不变，以经典实验为主的。大部分都是简单的验证性实验，设计性实验微乎其微，不利于学生的形成探索精神。对大学物理的重视不够，为压缩课时，有些院校吧大学物理实验纳入选修行列。学生主体性意识不强，实验区域程序化，教学方法陈旧。考核方式采取笔试或实验报告综合评定，没有摆脱应试教育的禁锢。
2大学物理实验教学培养自主创新的深化
通过与国外大学物理实验教学的对比，我国高校对学生自主创新能力的培养缺失还很欠缺。自古以来，中华民族就是一个勇于奋进的民族，高校教育的改革也并非纸上谈兵，要落到实处。本着理论联系实际、实事求是的原则，制定切实可行的大学物理实验教学培养学生自主创新的方案，并贯彻落实到各个实验教学的环节。初期严格训练学生的动手能力，初步形成严谨的科学思维。中期重在实验设计，培养学生数据处理力能、辩证分析问题的能力以及自主创新。后期引导学生进行科研活动，激发学生的创造力。
第一，根据科学前沿，动态调整试验内容和教学目标。通过系统有计划地学习，把握科学动态。在审视现有实验条件的基础上，结合本校专业的特色，高校实验教学团队拟制定出实验教学内容。保留经典的基础实验，摒弃陈旧落后的实验，增加与现代科技发展吻合的近代物理实验。列出拟开展的实验，并简介各个实验的重要性。通过选修的形式，把选择权交到学生手中，充分调动学生的兴趣和积极性。其中，经典实验为必修，综合学生的选择情况，制定最后的教学计划。
第二，加大重视程度。高校和政府应该加大对于实验仪器的投入，积极引进高级技术人才，建立专业的课改团队。对于新鲜事物，学生都保持着一种好奇心。在这种好奇心的驱动下，学生会主动去研究仪器的使用。充足的实验仪器能够让每个学生都有动手能力，切身体验科学研究的过程。对于仪器，高技术人才不仅能够快速熟悉其使用，也能更好的指导学生的实验操作。其次，他们的科研水平普遍较高，对于科学前沿的把握也较为准确。因此，可以为实验内容的动态调整提出指导性的建议，也更能吸引校外研究机构，促进高校与校外的合作。借此机会，学生能够更好的把握现代社会的需求。
第三，优化实验室资源。对于废弃的实验仪器，学校可以组织学生进行再创造。例如，举行实验仪器改良的竞赛，丰富学生的科技课外活动，学生的自主创新能力得以实践。高校实验室可对外进行开放，满足校外各阶层的需求。现在，研究性学习已经成为国外各大高中的主流。对于高中生，科研不再是海市蜃楼。通过联系高校，高中生能够更好地将自己的构思付诸于实践，探索设计方案的可行性。另外，实验室应该加大开放力度。为了锻炼自己的实践能力和社会适应能力，许多大学生都做了各种各样的兼职，工作和学习便成了难以化解的矛盾。无疑，开放型的实验室就能有效地缓解这一矛盾。根据自己的实际情况，合理安排时间，兼顾学习和社会实践。社会经验有了，专业知识也具备了，不久的将来，这类大学生会最有竞争力，受用人单位的青睐。
第四，科学的考核体系是检验教学成果的最终环节。作为教学的主体，学生能力的提高才是王道。实验成绩的考核不只是从前的平时成绩和实验报告，加入学生对实验结果汇报的新内容。通过书写预习实验报告，了解基本实验操作。预习实验报告只需书写主要操作步骤和思考题解析，加入学生自主学习中发现的问题。与此同时，教师应提前批改学生的预习实验报告，并解答学生的问题，为后期实验的有效进行提供保障。实验验收阶段，以科技论文的形式规范学生的结果汇报。在教学课时内，每个实验有一个小组作口头报告。这种教学方式无处不体现科研的特色，不仅有利于学生学术写作，也增加了学生的口头表达能力。
3结束语
培养自主创新能力有利于提高学生的社会竞争力，也积极响应了深入贯彻科学发展观、实现科技强国战略的政策。学生要把创新意识融入自己思想，高校要不断更新自主创新教学的模式，政府给予大力扶持，共同实现中华民族的伟大复兴的宏伟蓝图。冰冻三尺非一日之寒，大学物理实验教学自主创新的深化长期又艰巨。因此，在今后的实践中，我国仍需要与时俱进的探索。
参考文献
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二、设计性实验的实施过程
设计性大学物理实验的开设目的不仅是让学生们进一步理解和掌握相关理论知识，更重要的是使得学生们通过这种实践活动进一步了解、体会前人的思想和方法，从而在已有的思想方法的基础上学会自主研究问题和自行设计实验的能力，这些能力会培养他们从事科学实验的基本素质和开创性的科研能力，并使他们成为具有创新精神、挑战能力、丰富知识结构及现代活力的人才，而不是只会模仿前人，照搬经验的机械性人才。设计性实验的选题是至关重要的，因而必须对实验教学模式进行创新改革，采用“因材施教”的教育模式来培养人才是主要选择。要以相互探讨，学习启发的教学方式去改变以教师为主要角色的教学方式，同时还要减少针对学生的强制要求，而增强实验的选择性和开放性。最终形成以学生为主体、教师为辅助指导，以学生自主创新学习过程为基础的开放式大学物理实验教学模式。在实际的课程实施过程中，可以打破学生在班级和专业上的限制，学生可以根据自己的需要在选课系统中自主选择实验题目和时间。对于实验题目内容的难易上，教师要适当把握，过于简单的实验将无法调动学生的积极性，也就无法培养学生的创新能力；而如果实验课程过于复杂，面对实验束手无策的境遇又会打消他们的积极性，更无法激起他们的创新思维。所以，创新性实验内容的难易程度是至关重要的，过于难和过于简单都是不可取的，这可以通过综合多个实验来得以实现，单一的实验可能不好判断简单与否，但将几个常见实验综合在一起，再联系到实际应用，这不但保证了能够激起学生的兴趣，又不失对学生综合能力的一个挑战，从而达到创新能力培养的需要。
设计性大学物理实验在教学方式上可以分为两种：一是实验题目的提供，实验内容和要求的提出，所需仪器的选择，实验注意事项和参考书，以及讨论问题的给出都由指导教师完成。而根据实验题目、实验任务和要求，学生在课下时间里查找和阅读相关参考资料，研究和分析其物理过程和实验原理，最终设计出实验方案，并拟定实验步骤，然后在规定的时间内独立进行实验展示，包括测量实验数据或得到实验现象，完成实验报告；二是教师只提供较多的实验题目，而学生则自己选一个题目，在规定的期限内利用课下时间完成设计性实验报告，并交由任课教师评判，而无需展示实验操作过程。设计性大学物理实验的评价也是关系培养学生创新能力的重要问题。设计性大学物理实验目的在于使学生创新能力得到培养，所以简单通过实验结果来评价是不可取的，要通过他们对实验的理解能力、对实验内容的应对能力以及最后对实验的综合解决能力来评判。同时还要使学生的好奇心、求知欲得到爱护和培养，学生的探索精神、创新思维得到保护，从而使学生自身的潜能和特色得到充分开发,创造出一种宽松的环境。
为此，可以从这几个方面对学生的创新性实验的结果进行评价：首先，要看学生对实验内容的理解能力，例如，对实验的理解上是否清晰，是否更具科学性和创新性等；其次，要看学生对实验内容的应对能力，例如，实验过程中他们能否正确操作，遇到问题能否快速解决，解决的方式是否更具创新性等方面，这是对学生创新性能力培养的重要阶段；另外，要看他们的综合解决能力，其中包括能否规范书写实验报告，能否准确的对结果进行处理和分析，能否将整个实验报告内容以题目研究成果的方式进行整合。这方面能力的培养对学生科技写作是非常有帮助的，甚至对将来他们从事科研工作也是大有益处的。
三、设计性实验的成绩评价
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1.平时成绩的评定
平时实验成绩，即根据学生在一个学年的大学物理实验课中所表现出来的学习态度、实验能力所给出的评定。可以从几个方面综合考查。
1.1预习情况
预习是实验课上课之前学生必做的功课。要求学生通过研读教材、查阅资料等环节，知晓实验的目的、原理、实验过程、具体步骤、绘制数据记录表格等，并要求学生写出预习报告。预习是顺利完成实验的前提。教师应在上课前检查预习报告，但根据教学经验，有些学生只是为了应付检查，将教材中的内容依次抄好作为预习报告，之前并没有用心去领会其内容，没有达到预习要求。为促使学生端正学习态度，切实达到预习目的，可以在实验之前以提问的形式抽查预习情况，并给出相应的预习成绩。这既能让所有学生在操作前加深对实验内容的理解，又能使得预习成绩趋于合理，促使学生做好预习。对于预习比较深入，对相关内容有独到见解的学生，可适当加分予以鼓励。
1.2课堂操作情况
课堂操作是实验过程的核心，可以反映出学生的实际动手能力和独立分析问题、解决问题的能力，这部分成绩占的比例可以大一些。这要求教师在课堂上加强巡视，密切观察学生的操作情况。重点注意学生实验操作的熟练程度、规范性，实验方法是否符合要求，实验数据是否合理正确。观察学生对实验中发生的一些问题是否能积极主动地解决，对实验中出现的现象能否深入思考。也可以在指导的过程中向学生提出一些实验所涉及的问题来考查学生。如果教师不能在一次课中准确地考查所有学生，可分批次分别进行考查。
1.3实验报告情况
实验报告的完成情况可以反映出学生分析问题的能力。这部分可以重点考查学生对实验数据的处理是否规范准确，实验结果是否正确，实验误差是否在合理范围内，同时重点考查学生对于实验结果的分析是否确切合理，实验结论是否正确完整，是否能较准确地分析出通过数据或实验结果所反映出的问题，考查学生实验总结是否全面，是否有独到见解。凡此种种，都需要教师认真地批阅实验报告，正确判断通过实验报告所反映出的学生的学习情况，由此给出合理的实验报告成绩。
2.考试成绩的评定
在两个学期的期末，可以分别进行笔试和操作能力的考试。笔试可以闭卷方式进行，重点考查学生对于物理实验思想、实验方法的理解，对于常规仪器的认识，对于误差理论的掌握，等等，可考查学生处理数据、分析数据结果、理解相关资料等方面的能力。后一个学期期末，可以实际操作形式全面考查学生的实验能力，所选内容最好是设计性实验内容，可以给出实验题目、要求，给出可供选用的仪器，给出部分资料或不给资料，主要由学生自己查阅相关资料，自行设计实验方法，自行选用合适的仪器设备，整个实验过程独立操作，要求在限定时间内完成实验并做出实验报告。这种形式的考试能比较全面地考查学生各方面能力，所占总成绩比例可以稍大一些。
3.综合评定成绩
通过平时情况和考试情况的多方面考查，就可以综合给出学生的总评成绩。鉴于平时实验比较多，教师考查比较细致、全面，这部分成绩可以相应占稍大比例。同时，在平时实验考核中也可以加入其他一些考核指标。例如，在学生合作完成实验的情况下，可考查学生协调能力和合作精神。再如，环境卫生也可以算一项考核指标，可以考查学生学习态度和责任心等。综合成绩中各项考核内容所占比例可参阅表1。
4.结语
大学物理实验课的考核评定，相对理论课来说要繁琐复杂得多，它既不能以一份试卷来代替，又不能单纯以一次实验操作考试作为最终成绩，这种片面的做法会影响教学效果。大学物理实验课最终的成绩评定，应综合考查学生各方面的表现，全面准确地反映学生的实际能力，给学生一个公正合理的分数。这种考核方式，教师会投入更多的精力，付出更多的心血，需要教师具有高度的责任心和奉献精神，在教学的各个环节严格要求、严格把关，使大学物理实验课的考核起到“以考促教，以考促学”的作用。
参考文献：
［1］刘义，孙文斌等.大学物理实验量化平时考核研究与实践［J］.安徽工业大学学报，2011，（1）：122-123.
