【课程思政教学设计案例】《大学物理实验》课程

【课程思政教学设计案例】《大学物理实验》课程一、基本信息课程类型：必修案例学时/总学时：3/36教学方式：线上线下混合式二、案例设计（一）本次课程目标:1、通过实验了解光电效应的基本规律，深刻理解爱因斯坦的光电效应理论；2、掌握用光电管进行光电效应研究的方法；3、用光电效应法测量普朗克常量和测定光电管的光电特性曲线。思政育人目标:1、培养学生追求真理的勇气、严谨求实的科学态度和刻苦钻研的作风。2、培养学生严谨的科学作风和实事求是的科学态度。3、引导学生树立科学的世界观。4、培养学生注重理论联系实际。（二）案例教学内容1、在577.Onm、546.Inm、435.8nm、404.7nm四种单色光下分别测出光电管的伏安特性曲线，并根据此曲线确定遏止电位差值，计算普朗克常量。2测定光电管的光电特性曲线,即饱和光电流与照射光强度的关系，实验室提供有透光率50%,25%,10%的滤光片，用577.Onm波长为光源，在光电管、光源位置固定时，测光电管的正向伏安特性曲线验证饱和电流与光强关系。（三）思政要素切入点.通过实验背景的介绍，使学生了解爱因斯坦和密立根的故事，培养学生追求真理的勇气、严谨求实的科学态度和刻苦钻研的作风。.通过实验数据记录及处理，培养学生严谨的科学作风和实事求是的科学态度。.通过实验所揭示的光的物理本质，引导学生树立科学的世界观。.通过实验应用，培养学生注重理论联系实际。（四）教学策略混合式教学三、案例实施一、实施过程(一)播放视频引入新课播放国家精品资源共享课程清华大学老师“大学物理”课程中光电效应演示实验视频，提出问题:1、什么是光电效应?2、光电效应的发生有什么条件?请学生注意观察，发现问题，引入新课。(思政要素：培养学生善于发现问题，培养创新意识。)(二)介绍实验目的及实验原理1、实验目的(1)通过实验了解光电效应的基本规律，深刻理解爱因斯坦的光电效应理论；(2)掌握用光电管进行光电效应研究的方法；(3)用光电效应法测量普朗克常量和测定光电管的光电特性曲线。目的1知识层面，目的2学习科学方法，目的3学以致用，理论联系实际。2、实验原理爱因斯坦的光电效应方程:公式体现物理的简洁之美意义:光具有波粒二象性（思政要素：分析人们关于光的物理本质的认识从经典粒子到经典波再到爱因斯坦的光量子，人们的认识是不断深入的。是逐渐上升的，引导学生树立科学的世界观。）爱因斯坦 密立根两人因光电效应理论及光电效应实验的研究分别获得1921年、1923年的诺贝尔物理学奖。（思政要素:介绍爱因斯坦和密立根的事迹，培养学生追求真理的勇气、严谨求实的科学态度和刻苦钻研的作风。两位科学家的获奖体现实践是检验真理的唯一标准。）应用:太阳能电池、光敏电阻、光电探测器、光子探测器等（思政要素:光电效应实验的应用体现理论联系实际，量子调控的神助攻我国单光子探测器探测效率超百分之九十，展现我国科技的发展，激发爱国情怀）（三）实验仪器（四）实验内容及注意事项1、在577.Onm、546.1nm、435.8nm、404.7nm四种单色光下分别测出光电管的伏安特性曲线，并根据此曲线确定遏止电位差值，计算普朗克常量。2、测定光电管的光电特性曲线，即饱和光电流与照射光强度的关系，实验室提供有透光率50%,25%,10%的滤光片，用577.Onm波长为光源，在光电管、光源位置固定时，测光电管的正向伏安特性曲线验证饱和电流与光强关系。1、实验过程中汞灯只能开关一次2、先完成校准再测量，一旦不小心改变了光电管与光源间的距离，需重新校准仪器。3、正确读数，表格中需能看到截止电压4、一旦误操作，重新开始实验，仪器校准后从断开处继续，无需整体重做。5、测普朗克常量实验结束后，无需整理实验仪器，直接进入下一个实验（因虚拟仿真实验记录学生操作打分所需，真实实验需整理仪器）（思政要素:培养学生事实求是的科学态度，严谨的科学作风，爱护公物的优良品质。）（五）学生实验学生分组实验操作（数据采集及处理）1、仪器的校准2、在577.Onm、546.1nm、435.8nm、404.7nm四种单色光下分别测出光电管的遏止电位差值3、作出Ua-V关系曲线，计算普朗克常量h。4、用577.Onm波长为光源，在透光率100%,50%，25%，10%测定光电管的电压电流值。5、找出不同透光率下的饱和电流，验证饱和电流与光强关系。学习通发放主题讨论，学生实时上传实验图片，教师检查实验数据，腾讯会议同学分享屏幕交流反馈，教师发现问题及时指导。（思政要素:在实验操作、数据采集过程中，严谨认真、实事求是的科学态度,以及协同合作、团队协作的精神）（六）实验总结过程反馈检查学生测量原始数据情况，总结实验操作、数据采集出现的问题。引导学生将测量结果与理论值进行比较;指导学生后续实验报告的撰写。（思政要素:通过对所测实验数据的计算处理，将测量结果与理论值进行比较,渗透实验是检验真理的标准的辩证唯物主义观点）二、取得成效1、首先在知识层面，通过本实验的教学，使学生加深了对光电效应理论的理解。2、在能力层面，通过本实验的教学，培养了学生的阅读能力、表达能力、操作能力以及报告撰写能力等。3、在思政层面，渗透实验是检验真理的标准的辩证唯物主义观点;鼓励学生善于发现问题，有理论联系实际的意识、创新精神，从而提高学生的科学素养;培养学生严谨认真、实事求是的科学态度、团队协作的精神。三、教学反思.由于仪器设备所限，我校仅有2套设备，本实验真实实验不能大规模开设，仅限于对物理专业学生开设，而光电效应实验是近代物理发展中一个关键性实验,是获诺贝尔物理学奖的实验，对于人们认识光的本性具有重要的意义，因此开设此虚拟仿真实验。.虚拟实验与真实实验相比具有很多优越性，可大规模开设，满足一个班级的学生同时实验，不受时间地点的限制，可重复实验，不损坏仪器等，但其对学生动手能力的培养不及真