《演示实验》课程教学大纲 一、课程基本信息 英文名称 Demonstration Experiments 课程代码 PHYE1030 课程性质专业选修课程 授课对象 物理学师范 学分2学分 学时 72学时 主讲教师 董裕力 修订日期 2023年4月 指定教材郎海涛，《物理演示实验》（第一版），机械工业出版社，2018. 二、课程目标 (一）总体目标： 演示实验是物理学和物理学（师范）专业选修课。作为物理教学的重要组成部分，本课 程精选普通物理力学、热学、电磁学、光学中八十个左右能揭示物理概念和规律的演示实验 项目，学生通过亲自动手操作、观察思考，对物理现象进行解释，从而掌握物理规律、提高 学生的实验操作能力和实验设计能力。师范生通过演示实验的教学与训练，熟悉从事中学物 理教学的基本实验技术，掌握中学演示实验教学的关键，提高学生实验原理讲解、实验演示 的水平，为学生毕业后进行中学物理教学与实验研究打下良好的基础。 (二)课程目标： 课程目标1：培养和提高学生基本的科学实验能力。通过自行阅读实验教材和其它资料， 能正确概括出实验内容、方法和要求，儆好实验前的准备：动手能力，借助教材和仪器说明 书，正确调整和使用仪器：安排实验操作顺序，把握主要实验技能，排除实验故障：掌握常 规物理实验仪器的使用，掌握科学实验的数据处理方法和科学实验报告的形成，为进一步学 习和从事科学实验研究打下坚实的基础：运用所学物理知识，对实验现象和结果进行观察分 析判断，得出结论：正确记录和处理实验数据，正确表达实验结果，撰写合格的实验报告。 课程目标2：培养学生形成良好的实验习惯和提高学生科学实验素养。要求学生养成理 论联系实际和实事求是的科学作风，学会用科学辩证法思考问题和解决问题：通过自制教具 环节，使学生树立严肃认真的工作态度，培养主动研究的探素精神和创新意识，全方位提高 物理实验技能。 课程目标3：通过对现代科学技术前沿的新技术、新发明、新材料、新探索、新成果的 学习，分享现代科学技术飞跃发展的喜悦，激发学生的爱国主义情怀。培养学生遵守纪律、 遵守操作规程、爱护公共财物、团结协作的优良品德。 1
1 《演示实验》课程教学大纲 一、课程基本信息 英文名称 Demonstration Experiments 课程代码 PHYE1030 课程性质 专业选修课程 授课对象 物理学师范 学 分 2 学分 学 时 72 学时 主讲教师 董裕力 修订日期 2023 年 4 月 指定教材 郎海涛，《物理演示实验》（第一版），机械工业出版社，2018. 二、课程目标 （一）总体目标： 演示实验是物理学和物理学（师范）专业选修课。作为物理教学的重要组成部分，本课 程精选普通物理力学、热学、电磁学、光学中八十个左右能揭示物理概念和规律的演示实验 项目，学生通过亲自动手操作、观察思考，对物理现象进行解释，从而掌握物理规律、提高 学生的实验操作能力和实验设计能力。师范生通过演示实验的教学与训练，熟悉从事中学物 理教学的基本实验技术，掌握中学演示实验教学的关键，提高学生实验原理讲解、实验演示 的水平，为学生毕业后进行中学物理教学与实验研究打下良好的基础。 （二）课程目标： 课程目标 1：培养和提高学生基本的科学实验能力。通过自行阅读实验教材和其它资料， 能正确概括出实验内容、方法和要求，做好实验前的准备；动手能力，借助教材和仪器说明 书，正确调整和使用仪器；安排实验操作顺序，把握主要实验技能，排除实验故障；掌握常 规物理实验仪器的使用，掌握科学实验的数据处理方法和科学实验报告的形成，为进一步学 习和从事科学实验研究打下坚实的基础；运用所学物理知识，对实验现象和结果进行观察分 析判断，得出结论；正确记录和处理实验数据，正确表达实验结果，撰写合格的实验报告。 课程目标 2：培养学生形成良好的实验习惯和提高学生科学实验素养。要求学生养成理 论联系实际和实事求是的科学作风，学会用科学辩证法思考问题和解决问题；通过自制教具 环节，使学生树立严肃认真的工作态度，培养主动研究的探索精神和创新意识，全方位提高 物理实验技能。 课程目标 3：通过对现代科学技术前沿的新技术、新发明、新材料、新探索、新成果的 学习，分享现代科学技术飞跃发展的喜悦，激发学生的爱国主义情怀。培养学生遵守纪律、 遵守操作规程、爱护公共财物、团结协作的优良品德
(三)课程目标与毕业要求、课程内容的对应关系 表1：课程目标与课程内容、毕业要求的对应关系表 课程目标 对应课程内容 对应毕业要求（及对应关系说明） 力学演示实验 3-4掌 诵过演示实验的预习、训练和书写 热学演示实验 握基本 课程目标1 物理实 报告，掌握实验原理和方法，增强 光学演示实验 验方法 实验技能 电磁学演示实验 与技能 6-2重 通过自制教具环节，使学生树立严 力学演示实验 视物理 肃认直的工作态度，培养主动研究 热学演示实验 教学的 的探索精神和创新意识 提高学生 课程目标2 教有功 光学演示实验 基本实验技能。要求学生理论联系 能，结 实际、实事求是的科学作风，应用 电磁学演示实验 合具体 科学理论解释生活中的一些现象， 演示实验拓展 的物理 学会用科学辩证法思考问题和解试 内容进 问题 行发 力学演示实验 主义、 热学演示实验 了解现代科学技术前沿知识 辩证唯 激发 课程目标3 学生的爱国主义情怀。培养学生遮 光学演示实验 物主义 守纪律、遵守操作规程、爱护公共 电磁学演示实验 教育 财物、团结协作的优良品德 演示实验拓展 三、课程教学内容 实验项目1力学演示（一） 1.教学目标 掌握力学演示实验的原理、方法，掌握实验所涉及的质点运动学、动力学及刚体定轴转 动等的物理概念和物理规律的知识。 2.教学重难点 理论和实验联系，利用理论有效的解释实验现象 3.教学内容 3.1机械能及机械能守恒系列
2 （三）课程目标与毕业要求、课程内容的对应关系 表 1：课程目标与课程内容、毕业要求的对应关系表 三、课程教学内容 实验项目 1 力学演示(一) 1. 教学目标 掌握力学演示实验的原理、方法，掌握实验所涉及的质点运动学、动力学及刚体定轴转 动等的物理概念和物理规律的知识。 2. 教学重难点 理论和实验联系，利用理论有效的解释实验现象 3. 教学内容 3.1 机械能及机械能守恒系列 课程目标 对应课程内容 对应毕业要求（及对应关系说明） 课程目标 1 力学演示实验 热学演示实验 光学演示实验 电磁学演示实验 3-4 掌 握基本 物理实 验方法 与技能 6-2 重 视物理 教学的 教育功 能，结 合具体 的物理 内容进 行爱国 主义、 辩证唯 物主义 教育 通过演示实验的预习、训练和书写 报告，掌握实验原理和方法，增强 实验技能 课程目标 2 力学演示实验 热学演示实验 光学演示实验 电磁学演示实验 演示实验拓展 通过自制教具环节，使学生树立严 肃认真的工作态度，培养主动研究 的探索精神和创新意识，提高学生 基本实验技能。要求学生理论联系 实际、实事求是的科学作风，应用 科学理论解释生活中的一些现象， 学会用科学辩证法思考问题和解决 问题 课程目标 3 力学演示实验 热学演示实验 光学演示实验 电磁学演示实验 演示实验拓展 了解现代科学技术前沿知识，激发 学生的爱国主义情怀。培养学生遵 守纪律、遵守操作规程、爱护公共 财物、团结协作的优良品德
①锥体上滚轮演示装置 ②滚摆（麦克斯韦滚） ③五联球碰撞演示 ④过山车 32角动量及角动量守恒系列 ①茹科夫斯基转椅演示角动量守恒 ②悬挂式角动量守恒仪 ③大型回转定向仪（角动量守恒的应用） ④陀螺的进动 ⑤车轮的进动 ©角动量综合演示仪 3.3刚体的平面运动和定轴转动系列 ①角速度矢量合成演示 ②刚体的平面平行运动斜面圆柱式) ③转动定理演示仪 ④滚摆（麦克斯韦滚） 4.教学方法 教师演示部分实验，学生完成所有实验，撰写实验报告 5.教学评价 实验报告，汇报 实验项目2力学演示（二） 1.教学目标 掌握力学演示实验的原理、方法：掌握实验所涉及的液体力学、振动、波动等方面的物 理概念和物理规律】 2.教学重难点 理论和实验联系，利用理论有效的解释实验现象 3.教学内容 3.1机械振动系列 ①单摆的共振演示
3 ① 锥体上滚轮演示装置 ② 滚摆(麦克斯韦滚) ③ 五联球碰撞演示 ④ 过山车 3.2 角动量及角动量守恒系列 ① 茹科夫斯基转椅演示角动量守恒 ② 悬挂式角动量守恒仪 ③ 大型回转定向仪(角动量守恒的应用) ④ 陀螺的进动 ⑤ 车轮的进动 ⑥ 角动量综合演示仪 3.3 刚体的平面运动和定轴转动系列 ① 角速度矢量合成演示 ② 刚体的平面平行运动(斜面圆柱式) ③ 转动定理演示仪 ④ 滚摆(麦克斯韦滚) 4. 教学方法 教师演示部分实验，学生完成所有实验，撰写实验报告 5. 教学评价 实验报告，汇报 实验项目 2 力学演示(二) 1. 教学目标 掌握力学演示实验的原理、方法；掌握实验所涉及的液体力学、振动、波动等方面的物 理概念和物理规律。 2. 教学重难点 理论和实验联系，利用理论有效的解释实验现象 3. 教学内容 3.1 机械振动系列 ① 单摆的共振演示
②弹簧的受迫振动与共振演示 ③弹簧片的受迫振动与共振演示 ④振动合成演示 ⑤傅科摆 ©音叉的共鸣 3,2波动系列 ①几种驻波现象的演示（弦驻波、纵驻波、环驻波） ②水波盘演示仪 ③鱼洗 ④横波与纵波演示仪 33气体分子运动论和流体力学系列 ①速率分布演示 ②伯努利旋浮器 ③伯努利定律演示仪 ④气体流速与压强的关系演示 ⑤空气内摩擦 ©气体动理论的模拟演示 ⑦飞机升力 4.教学方法 教师演示部分实验，学生完成所有实验，撰写实验报告 5.教学评价 实验报告，汇报 实验项目3热学演示 1.教学目标 掌握热学演示实验的原理、方法；掌握实验所涉及的物理概念和物理规律 2.教学重难点 理论和实验联系，利用理论有效的解释实验现象 3.教学内容 ①气体理论的模拟演示
4 ② 弹簧的受迫振动与共振演示 ③ 弹簧片的受迫振动与共振演示 ④ 振动合成演示 ⑤ 傅科摆 ⑥ 音叉的共鸣 3.2 波动系列 ① 几种驻波现象的演示(弦驻波、纵驻波、环驻波) ② 水波盘演示仪 ③ 鱼洗 ④ 横波与纵波演示仪 3.3 气体分子运动论和流体力学系列 ① 速率分布演示 ② 伯努利旋浮器 ③ 伯努利定律演示仪 ④ 气体流速与压强的关系演示 ⑤ 空气内摩擦 ⑥ 气体动理论的模拟演示 ⑦ 飞机升力 4. 教学方法 教师演示部分实验，学生完成所有实验，撰写实验报告 5. 教学评价 实验报告，汇报 实验项目 3 热学演示 1. 教学目标 掌握热学演示实验的原理、方法；掌握实验所涉及的物理概念和物理规律。 2. 教学重难点 理论和实验联系，利用理论有效的解释实验现象 3. 教学内容 ① 气体理论的模拟演示
②布朗运动 ③统计规律与正态分布 ④热管工作原理演示 ⑤液体的表面张力演示 ©球形液面内外的压强差 ⑦沸点与压强的关系 ⑧饱和蒸气压与温度的关系 4.教学方法 教师演示部分实验，学生完成所有实验，撰写实验报告 5.教学评价 实验报告，汇报 实验项目4电磁学演示（一） 1.教学目标 掌握电磁学演示实验的原理、方法：掌握实验所涉及静电场和电学综合方面的物理概念 和物理规律。 2.教学重难点 理论和实验联系，利用理论有效的解释实验现象 3.教学内容 3.1静电学类 ①点电荷和电偶极子的电场分布演示实验 ②静电跳球 ③静电摆球 ④静电除尘 ⑤静电滚筒演示尖端放电 ©电风轮演示尖端放电 ⑦电风吹蜡烛演示尖端放电 ⑧避雷针原理 ⑨异型导体表面的电荷分布 ⑩鸟笼演示静电屏蔽
5 ② 布朗运动 ③ 统计规律与正态分布 ④ 热管工作原理演示 ⑤ 液体的表面张力演示 ⑥ 球形液面内外的压强差 ⑦ 沸点与压强的关系 ⑧ 饱和蒸气压与温度的关系 4. 教学方法 教师演示部分实验，学生完成所有实验，撰写实验报告 5. 教学评价 实验报告，汇报 实验项目 4 电磁学演示(一) 1. 教学目标 掌握电磁学演示实验的原理、方法；掌握实验所涉及静电场和电学综合方面的物理概念 和物理规律。 2. 教学重难点 理论和实验联系，利用理论有效的解释实验现象 3. 教学内容 3.1 静电学类 ① 点电荷和电偶极子的电场分布演示实验 ② 静电跳球 ③ 静电摆球 ④ 静电除尘 ⑤ 静电滚筒演示尖端放电 ⑥ 电风轮演示尖端放电 ⑦ 电风吹蜡烛演示尖端放电 ⑧ 避雷针原理 ⑨ 异型导体表面的电荷分布 ⑩ 鸟笼演示静电屏蔽