《普通物理学实验Ⅱ》（061Z0100）

《普通物理学实验Ⅱ》课程是浙江大学物理实验教学中心的优质课程。主要面向浙大竺可桢学院和浙江大学物理学系本科生开课。

本课程内容主要由科创项目、高阶实验和虚拟仿真实验组成，其中科创项目和高阶实验在线下完成，虚拟仿真实验在线上完成。实行“线上线下过程化”实验教学方法，契合了高校“双一流”建设的需求。也适应了当代大学生个性化的需求。并创建了“一步反馈”模式的教学评价方法，使得对学生的评价更加科学、公平、充分和平衡。课程思政的主要融入点是诺贝尔奖科学家精神，包含科学精神和创新精神，并通过授课课件、挂图和微视频等形式无形融入。

《普通物理学实验Ⅱ》混合教学简介

1、课程简介

《普通物理学实验Ⅱ》课程是浙江大学物理实验教学中心的优质课程。主要面向浙大竺可桢学院和浙江大学物理学系本科生开课。

本课程内容主要由科创项目、高阶实验和虚拟仿真实验组成，其中科创项目和高阶实验在线下完成，虚拟仿真实验在线上完成。实行“线上线下过程化”实验教学方法，契合了高校“双一流”建设的需求。也适应了当代大学生个性化的需求。并创建了“一步反馈”模式的教学评价方法，使得对学生的评价更加科学、公平、充分和平衡。课程思政的主要融入点是诺贝尔奖科学家精神，包含科学精神和创新精神，并通过授课课件、挂图和微视频等形式无形融入。

基于本课程，“研究型实验的站队式教学方法探索”曾获评浙江大学2012年教改项目优秀案例，还获得了2019年浙江大学高等教育“十三五”第二批教学改革研究项目，也是浙江大学2020年课程思政建设项目。

虚拟仿真实验于2019年获得浙江大学虚拟仿真实验教学培育I类资助项目，同时获得2019年省“十三五”高校虚拟仿真实验教学项目立项建设项目。

通过“科创项目”，已经指导学生获得省创、国创等项目60多个，获取论文和专利50多个，各类竞赛获奖20多个。

2、课程建设目标

课程建设目标是：通过本课程学习使学生在物理实验的基本知识、基本方法和基本技能方面受到较系统的训练，理论联系实际，培养学生初步的实验能力和良好的实验习惯以及严谨的科学风尚，学习用实验的方法去观察、分析、研究物理现象和物理规律，通过实验加深对某些物理现象和规律的认识和理解。使学生逐步成为具有良好的实验素质，强调实验素养的培养和提高，提高学生分析问题和解决问题的能力。

同时，结合浙江大学“双一流”建设和物理实验教学中心“跨越式”建设的需求，本课程以“立德树人、科学育人、引领创新、科教融合”为目标，融入“诺贝尔奖科学家精神”，培养具有正确社会主义核心价值观的“专业型、探究型和创新型”拔尖人才。

希望学生学习本课程后，达到如下要求：

1、强化认真、严肃、刻苦、乐观的科学实验态度。

2、学会科学地观察、分析、探究事物现象和规律。

3、熟练掌握现代实验技术、手段和方法。

4、能正确操作复杂仪器，并自主设计实验内容。

5、掌握实验类科创项目（科学技术研究的创新、创造活动）研究方式，并撰写论文。

6、提升学生追求真理、探索未知领域的责任感，树立正确的社会主义核心价值观。

3、解决的重点问题

通过课程内容、教学方法和评价体系的改革，拟解决如下问题：

（1）课程思政方面：诺贝尔奖科学家精神“有机”融入本课程，引导学生树立正确价值观。

（2）人才培养方面：提高学生探究问题的能力，为后继专业实验课程打好基础。融CUPT和全国物理实验创新竞赛等研究内容于课程，培养本科生从实验走向研究。

（3）教学体系方面：加强专业性、探究性、创新性教学内容，强化教学方法、教学评价和教学反馈的建设。

（4）课程内容方面：进阶课程内容，将原来的课题实验和综合性实验，提升到科创项目和高阶实验，并增加了虚拟仿真实验。

（5）教师队伍方面：加强高素质、高水平、高觉悟教师队伍建设，以适应优秀学生的精英培养。

（6）实验管理方面：完善信息化、过程化教学手段，提升教学质量。

4、课程思政建设

4.1课程思政育人目标

“立德树人，立心树人，文化育人，科学育人，全程育人”，通过思政育人，提升学生追求真理、探索未知领域的责任感，树立正确社会主义核心价值观。

4.2课程思政融入点

“普通物理学实验Ⅱ”课程的课程思政的主要融入点是诺贝尔奖科学家精神，包含科学精神和创新精神，并通过授课课件、挂图和微视频等形式无形融入。

4.3实施过程

为了使实验-思政无缝链接，将思政内容“润物细无声”地融入实验课程之中，确定了诺贝尔奖科学家精神在课程中核心地位，并通过PPT课件、挂图、视频播放等途径实现思政元素的有机融入。详见下表1。

表1 课程思政融入方法

4.4教学效果

将多彩多样的实验“视觉盛宴”送给学生。不断提高学生的科学能力、创新能力和探索兴趣。引导学生树立正确的价值观。融入课程思政元素后，在指导本科生在发表论文、获取专利、参加各类竞赛等方面取得了更加丰硕的成果，为学校培养拔尖人才做出了贡献。广受学生喜爱。

4.5思政育人典型教学案例

下面是本课程高阶实验中一堂实验课的思政育人案例。

（1）案例概述

（2）PPT课件（截取思政育人部分）

（3）实验室挂图

基于本课程，已经完成6个课程思政典型教学案例，编辑了50多张挂图。

注：本课程是浙江大学2020年课程思政建设项目，2021年3月已经通过验收。

5、课程内容建设

5.1课程内容

课程内容主要包括科创项目、高阶实验和虚拟仿真实验三大块。学生自主选择课程内容。

科创项目是指物理类科学创新、创造研究，是学生从实验走向科研的“摆渡人”。总共开设了47个项目，每个时间段可面向235位学生同时开课，共有指导教师12人。部分科创项目展示。见表2所示。

表2 科创项目（部分）

高阶实验是指探索事物物理特性的综合性实验。总共开设了26个实验项目，每个时间段可面向382名学生同时开课，共有指导教师10人。表3是部分高阶实验项目。

表3高阶实验（部分）

虚拟仿真实验是学生在线上完成的实验，实验时间在课外，具体内容见表4。

表4虚拟仿真实验

5.2课程安排

课程的教学课时微3节课/周，16周/学期，共计48学时。根据三大实验项目，设计了四个可选类别，满足了不同学生个性化需求，详见下表5。

表5 学生选课类别

5.3 组织实施

科创项目包含开题报告、设计、试验、分析和总结，需提交大论文和答辩。高阶实验包含预习、测试和实验，需提交预习测试、实验报告和小论文。虚拟实验在线上自主完成（课外），需提交小结报告。具体教学安排见下表6。

表6 教学安排

5.4课程成绩评定方式

本课程成绩评定遵循“科学、公平、充分和平衡”原则，采用“线上线下过程化”评价模式。评定方案如下：

（1）学生类1成绩构成：项目过程50%+答辩20%+大论文25%+虚拟实验5%。

（2）学生类2成绩构成：实验报告成绩×90%+小论文5%+虚拟实验5%。

（3）学生类3和4成绩构成：（项目过程50%+答辩20%+大论文30%）×50%+实验报告成绩×45%+虚拟实验5%。

5.5教学设计样例

下面是高阶实验——“基于分光计的光色散特性探究”实验。课程内容包括如下四大部分：课前预习；教师授课；操作与实验；教学评价。

5.5.1课前预习

5.5.1.1、教材学习

实验所用教材为《大学物理实验Ⅰ》。学生在实验前必须自主完成对实验原理等内容的学习。

5.5.1.2资料查阅

学生可以通过相关途径学习本实验辅助内容。比如，物理实验教学中心网站内的实验仪器介绍、实验课件、实验视频、实验室情况。比如，相关网站的虚拟仿真实验。

5.5.1.3预习报告

学生在实验前必须自主完成实验预习报告。预习报告内容包括：实验目的、实验原理、实验内容、实验仪器和注意事项。预习报告必须人工书写。

5.5.1.4预习测试

预习测试试卷在浙大钉，学生通过预习测试，才能进实验室。以后将在物理实验教学中心网站进行预习测试（建设中）。

5.5.1.5安全测试

安全测试在物理实验教学中心网站进行。学生可以自主安全测试。

5.5.1.6点名

实验开始前，教师按照学生名册点名，并检查预习报告和预习测试，未完成者不得进行实验。

5.5.2教师授课

教师讲课采用PPT的方式，时长约30分钟。

教师讲课内容主要包括如下几个部分：实验背景相关（包含课程思政）、实验相关知识点、实验原理和实验内容。

5.5.2.1背景相关（课程思政）

（1）历史相关

1859年，古斯塔夫•基尔霍夫和罗伯特•威廉•本生共同制造了第一台分光计，首次对化学元素的特征谱线做了系统研究。

（2）仪器发明家（科学家精神）

“基尔霍夫”（1822－1887），德国物理学家。在电路、光谱学的基本原理有重要贡献，1862年创造了“黑体”一词。古斯塔夫•基尔霍夫在21岁时就发表了第一篇论文，提出了稳恒电路网络中电流、电压、电阻关系的两条电路定律。被称为“电路求解大师”。

（3）科学家故事（创新精神）

在海德堡大学期间他制成光谱仪，与化学家本生合作创立了光谱化学分析法（把各种元素放在本生灯上烧灼，发出波长一定的一些明线光谱，由此可以极灵敏地判断这种元素的存在），从而发现了元素铯和铷。科学家利用光谱化学分析法，还发现了铊、碘等许多种元素。

5.5.2.2相关知识点

（实验目的、关键词、知识要点）

（1）实验目的

熟悉分光计各部分功能；分光计调整 ；测量三棱镜顶角；研究色散曲线。

（2）关键词

分光计、望远镜、等高共轴、折射率、色散曲线、自准直法、1/2调节法、反射法。

（3）知识要点

视差 、角度修正 、偏心差 、望远镜自准直光路 、游标盘读数方法。

5.5.2.3实验原理

（1）反射法测量三棱镜棱顶角原理。

（2）自准直法测量三棱镜棱顶角原理。

（3）等高共轴调整原理。

（4）偏心差消除原理。

5.5.2.4实验内容

（1）分光计调整。

（2）直射法测量物光微偏移量。

（3）掠入射法测量玻璃折射率。

（4）反射法测量正三棱镜顶角。

（5）自准直法测量正三棱镜顶角。

（6）探索曲线描绘法导轨趋率和分布曲线。

5.5.3操作与实验

5.5.3.1仪器分析（教师操作授课）

（1）望远镜。

（2）平行光管。

（3）读数窗。

（4）光学平台

（5）汞灯。

（6）物镜、目镜。

5.5.3.2仪器调整

分光计调整主要有如下三部分：

（1）分光计预调

（2）分光计粗调

（3）分光计细调

5.5.3.3实验设计

（1）实验准备。

（2）检查仪器。

（3）设计实验内容。

5.5.3.4数据处理

（1）实验数据草表。

（2）数据计算。

5.5.3.5过程考核

（1）实验操作规范性。

（2）调出正确的光图。

（3）测量方法正确。

（4）数据记录完备。

5.5.3.6整理仪器

（1）仪器整理完毕。

（2）桌面清理干净。

5.5.3.7实验结束与教师签字

（1）教师检查学生的实验数据。

（2）教师检查仪器完好情况。

（3）教师签名认可。

5.5.3.8关于实验报告

实验报告一般在课后完成。学生实验报告在七天内上交。完成的实验报告学生自主上交到“学生部落”-“智能收发报告箱”。

5.5.4教学评价

（1）学生对教师授课评价

在“浙江大学物理实验教学中心网站”完成。学生必须对课程评价，且须在三天内完成。

（2）学生对实验课程和仪器管理评价

在“浙江大学物理实验教学中心网站”完成。

（3）学生成绩评价及反馈

在“浙江大学物理实验教学中心网站”完成。

教师根据学生实验过程和实验报告给定学生成绩。学生可以在实验中心网站- “选课系统”查询实验成绩。

实验反馈有如下几种反馈方式：实验报告评语；物理实验中心网站-“选课系统”-“留言系统”；浙大钉-“普通物理学实验Ⅱ学生群”。

6、 线上资源建设

为适应现代教育技术发展的需求，建设了线上预习、线上选课和在线安全考试等一系列教学平台。

7、线下资源建设

①创建“学生部落”，包括：智能化收发实验报告平台、资源查询平台、实时动态信息平台，等“一站式”服务师生项目。

②创建“立体化实验室”，包括：场景化操做平台、多媒体信息平台、挂图，等“多维度”实验配套项目。

8、信息通道建设

建设了“一步反馈”平台，包括：

①生实验报告“在线反馈”。

②学生个性问题在选课系统“一对一反馈”。

③学生共性问题在浙大钉“共享反馈”。

9、课程特色

本课程的特色和改革创新点主要体现在如下几个方面：

（1）课程内容多元化

本课程内容由科创项目、高阶实验和虚拟仿真实验三部分组成，科创项目进入课程内容成了最大亮点。每个科创项目有一定的研究经费，并配备专门试验室、配套前沿化设备和相关辅助仪器，是学生从实验走向研究的“摆渡人”。

（2）实验课程成果化

以“‘试水’探究”替代“完成实验报告”是本课程的最大特色，近几年来，在指导本科生获取文章、专利、竞赛等方面更是硕果累累，广受学生喜爱。

（3）实验评价过程化

创建“线上线下过程化”评价方法是本课程的最大的创新点，包括：线上“一步反馈”交流平台，线下“多维度”实测系统和学生过程化科学试验的考察机制。特别适合探究性课程教学，保证了对学生的评价更加公正、充分、平衡、科学，有利于以评促学，提高教学质量。

（4）课程思政融入化

将“诺贝尔奖科学家精神”融入课程，润物细无声地培养学生正确的社会主义核心价值观。

（5）信息反馈一步化

创建了“一步反馈”交流平台，包括：教师评阅实验报告“在线反馈”。学生的个性问题在选课系统“一对一反馈”，共性问题在“浙大钉”“ 共享反馈”。使师生交流更加畅通。

浙江大学物理实验教学中心