BJEA High-end Courses
高端课程系列
走进物理
亦中,为何被赞誉为“具有大学气质的中学”?除了经常不断的“名师大讲堂"学术报告会、110多位毕业于国内外重点大学的理工科硕士博士,不得不说的还有斥资千万建造,由三位博士担任学科带头人的物理、化学、生物高端实验室!今天,让我们一起走进物理高端实验室——
一
物理高端课程架构
物理高端实验室的基本设计思想是:搭建一个现代化、智能化的,实用性广、兼容度高的学生研究平台;不单方面追求研究的纵向深度,而重视给学生提供能够发挥其创新能力、探究与生活中关联的现象的研究机会,使得学生的学习是基于真实问题解决的探究学习、基于设计的学习。
| 高端课程流程图
物理高端实验室是为了更好地培养学生的科技创新能力,在中学生中培养拔尖创新人才而设置的一项特色课程。物理高端实验室为喜爱物理科学、有能力、有兴趣开展物理科学探究的同学创设了一个前沿的、真正具有学术研究环境的实验平台,为大学选拔和培养物理创新人才奠定了坚实的基础。
物理高端实验室承担如下的职责:
①辅助开始竞赛课程、自主招生课程和大学先修课程;
②支持高端物理课程的开设,作为高端课程的实施基地;
③给学生的项目研究提供平台;
④作为综合性竞赛、科学相关的实验性课程的实施基地。
二
课程分类及评价体系
| 物理课程体系图
物理高端实验室目前可开设的重要实验和课程有三类:
X射线荧光光谱仪系统
该课程可开设:高端实验选修课程《混合样品X射线荧光分析》,学生在学习区射线荧光光谱仪的原理的过程中,能够较为系统地学习X射线、光电效应、原子结构、光谱分析等知识,亲自参与并完成科研课题,包括制定实验方案、调试实验仪器、获取实验数据、数据分析与处理、误差分析得到实验结论,最终形成一篇高质量的论文,并通过结题答辩。在这种“浸润式”的科研过程中,学生可以在尽情体验自己的“科学梦”的过程中培养严谨的科学态度和故业精神,初步掌握科学研究的方法,形成系统的、良好的科学思维、科研基础和研究习惯。
高层物理实验探究课程
①力学:CCD杨氏模量测量仪,应力传感器、桥梁模型;可探究不同材料形变与内应力的关系,是工程技术中常用的参量之一。
②电磁学:万能电桥、霍尔效应组合实验仪、任意函数波形发生器、LC℉测试仪等仪器;可利用霍尔效应测量磁场、测量光敏电阻的光电特性、研究亥姆霍兹线圈轴线磁场分布、利用LCR测试仪准确测试电感、电容、电阻等。
③光学:多功能光学实验仪、激光全息实验台等;可以做多种重要而基本的几何光学和物理光学实验,例如光偏振实验,固体介质折射率测定实验,透镜焦距测定实验,单丝、单缝、小孔衍射实验,等。三维全息实验,反射全息,付里叶变换全息,全息图的复制,全息无损检验,辅助应变分析等实验。
④热学:导热系数测定仪、恒温控制仪、红外热像仪、液体表面张力测定仪等;可测量不同液体的表面张力,观察红外温度,辅助进行仪器和设备损伤检测。
这些高层物理实验,可以培养和提升学生理论联系实际的能力、创新能力、动手能力、团队协作能力和多学科知识综合应用能力。
各种PASCO传感器,可用于进行力学、电磁学、光学、热学等诸多实验
传感器是一种比较高端的实验仪器,包含力传感器、光强传感器、气体压强传感器、磁场传感器、理想气体针管等不同的传感器;利用数据采集系统对于物理过程的精细刻画和还原能力,以及计算机软件对物理图像和数据的强大处理功能,把学生从复杂的数据计算中解放出来,使学生把精力集中到对物理实验过程的关注,实验原理的认识和实验方案的完善上来。有利于培养学生的物理学科核心素养,也有利于学生适应飞速发展的社会科技水平,树立投身科技创新发展的远大理想和信念。
期末成绩60%+过程性评价40%。
期末成绩
占整个评价体系的60%,包括实验结题报告/科技论文/科技创新成果。
过程性评价
占整个评价体系的40%,包括课堂表现10%+学术报告10%+实验探究10%+小组合作10%。
三
创新高端光学实验
课程主要内容
光学是普通物理学的一个重要组成部分,是研究光的本性、光的传播及光和物质的相互作用的基础学科。激光的出现和发展使光学的研究进入了一个崭新的阶段,更加扩大了光学在高科技领域、生产和国防上的应用。
创新高端光学实验课程(上)旨在以中学物理为蓝本,参考中学物理实际出发,通过采用探究式学习和合作学习的方式,围绕与高中物理实验关联的真实问题解决,进行课内实验拓展、课外实验开发和设计。通过本课程的学习,使学生学习和掌握光学实验的基本知识和基本方法,培养学生的基本实验技能。通过研究一些基本的光学现象,加强对经典光学理论的理解,提高对实验方法和技术的认识。由浅入深逐渐训练学生正确使用和调节基本光学实验仪器和装置(包括组合装置),使学生具有较好的光学实验操作技能。通过实验事实分析,研究一些基本光学现象和规律,使抽象的理论成为生动的现象,理论联系实际,提高学生学习的主观能动性。在整个实验教学过程中提高学生的实验素质,培养学生正确的实验习惯和科学作风。具体课程内容如下:
| 同学们在刘晓杰老师指导下进行操作
创新高端光学实验课程(下)以中学教学为基础,拓宽学生视野,对接科技前沿领域,让学生在动手实验过程中体会科学研究的滋味。学生通过学习实验物理原理,仪器测试原理从而掌握基本的理论知识,进一步选择自身感兴趣的相关课题进行探索,设计实验并从制备样品开始到完成测试和对实验结果分析,进行完整的实验探究过程,并在其中体会科学研究的严谨性和科学性,培养学生的逻辑思维与解决问题的能力。向对物理有更高追求和将来有从事物理相关专业意愿的学生提供了沉浸式的学习环境。具体课程内容如下:
| 同学们在李莹老师指导下进行操作
X射线荧光光谱在元素含量检测中的应用利用我校高端仪器平台,为学生提供超出课内学习需求之外的实验条件。学生通过课程的学习掌握了X射线荧光光谱仪的原理及其在生产生活中的重要应用,以及X射线荧光光谱仪的操作方法;同时学会使用X射线荧光光谱仪来检测生活中常见物品的元素含量和包含的元素种类。在本课程中学生真正走进科研,学以致用,学会动手实验来解决未知的科学问题。提高分析和解决问题的能力,体会科学研究在生产和生活中的巨大应用。具体课程内容如下:
道阻且长,行则将至,行而不辍,未来可期。从建校之初,“科技创新”即作为人才培养的重要内容,纳入我校发展规划。学校加大资金投入,开设丰富多彩的科技选修课程和社团课程,每年举办“技术节”,创建理化生高端实验室,依托经开区科技创新优势,举办各类科技主题综合实践活动,引入企业专家资源,形成校内外互补的多元化科创平台,为科创教育做出自己的“原创注解”。
供稿:刘晓杰 李莹 李佰成
编辑:杨镝霏
审核:张爽
让学生迷恋的化学高端实验室