各学院、各班级：

为进一步提高实践教学质量，鼓励广大学生积极参加课外科技活动，增强学生对物理实验的兴趣，促进知识学习与探索实践相结合，物理学与日常生活相结合，学术能力与人际交往能力相结合，个人能力与团队合作相结合，从而培养和提升物理师范生的动手能力、实践能力和创新能力，同时为优秀拔尖人才参加《第六届湖北省大学生物理实验创新设计竞赛》和《第七届全国大学生物理实验竞赛》创造条件，物理与电子工程学院特组织举办2021年物理实验训练与竞赛活动。

 

一、参赛要求

1.  掌握常用物理实验仪器的规范操作使用方法；

2.  掌握常用物理实验的测量方法，有一定的科学实验能力；

3.  能运用物理原理、物理实验方法进行实验方案设计，研究物理现象的规律。

 

二、竞赛类别

1. 物理实验竞赛：

面向物理学专业，学生以个人形式参赛，其中大三年级学生，全员必须参赛。物理学教研室，大学物理教研室和物理实验教学中心相关教师组成命题组和评委组，选取1-10个基本物理量的测量实验作为比赛题目范围，由参赛学生代表抽取一个题目后，选手在规定时间内完成实验及实验报告。学院将选择优胜者进行培训并推荐参加2021年第七届全国大学生物理实验（教学）竞赛。

2. 物理实验（创新）竞赛：

面向所有理、工科专业学生，自愿参赛。学生以团队形式组队参加，鼓励非物理专业学生参与跨专业组队，每队不超过三人。选题围绕2021年全国大学生物理实验（创新）竞赛发布的主题进行。不得盗用他人的研究成果和作品参赛，所有作品必须有自己的设计思想，能体现出具有创新性的方法与技术。团队以申报书的形式提交作品设计方案。经评委组初审，组织学生以答辩的形式进行决赛。优胜者将在教师指导下完成作品制作，参加第六届湖北省大学生物理实验创新设计竞赛，获奖作品将被推荐参加2021年第七届全国大学生物理实验（创新）竞赛。

3. 大学物理实验讲课比赛

面向所有理、工科专业学生，以个人形式自愿参赛。讲课内容从学校开设的《普通物理实验》或《大学物理实验》课程的相关教学内容中选取，将选拔校赛优胜者参加第六届湖北省大学生物理实验创新设计竞赛，省赛获奖者参加12月的2021年第七届全国大学生物理实验（创新）竞赛。

 

三、报名须知

1.所有参赛学生可扫描下方二维码填写参赛报名表，每人至多可以选择两个参赛类别。

2.报名类别如选择参加物理实验（创新）竞赛和大学物理实验讲课比赛，请按照《附件：大学生物理实验（创新）设计竞赛类别及选题指南》的要求进行选题，参加物理实验（创新）竞赛报名时需填写团队成员信息。

3. 报名截止时间4月2日。

 

四、训练及比赛初步安排

 

附件：大学生物理实验（创新）设计竞赛类别及选题指南

 

 

物 理 与 电 子 工 程 学 院

物 理 实 验 教 学中 心

大学物理教研室 物理学教研室

 

2021年3月24日

 

 

 

 

 

 

 

附件：

大学生物理实验（创新）设计竞赛类别及选题指南

 

一、比赛类别

比赛分为物理实验创新竞赛和大学生物理实验讲课比赛两大类，其中物理实验创新竞赛又分为命题类创新作品和自选课题类创新作品两类。

 

二、选题和参赛要求

（一）物理实验创新竞赛

1.命题类创新作品：

题目1：重力加速度 （仅限于省内评比）

目的

搭建实验装置，提高重力加速度的测量精度或实现重力加速度的某个应用

要求

1）设计实验方案，突出设计的物理思想和原理以及设计的科学性、方法和技术上的创新性

2）制作实验装置，讨论测量精度和不确定度。对于测量重力加速度实验装置，要求操作简易，测量准确度高；对于应用测量装置，要求操作简易、性价比高、有实用价值、易于推广，并分析具体应用范例

 

题目2：虹与霓设计与再现

目的

1) 观测虹与霓的光学现象

2) 研究虹与霓特性及其影响因素

3) 制作虹与霓的实验研究装置

要求

1) 设计实验方案（含原理）

2) 搭建研究虹与霓的实验装置

3）讨论相关实验参数

 

题目3：粘滞系数测量

目的

1) 观测流体的粘滞现象

2) 研究流体粘滞特性及其影响因素

3) 测量流体粘滞系数

要求

1) 设计实验方案（含原理）

2) 制作一个实验装置

3）给出实验结果并讨论测量精度和不确定度

 

题目4：随机

目的

1）搭建实验装置，展示某一个随机物理现象

2）研究该随机物理现象的内在规律

3）量化描述该随机物理过程

要求

1）设计实验方案（含原理）

2）制作一个实验装置

3）给出实验结果并讨论测量精度和不确定度

 

题目5：热变形

目的

1）研究某一物质的热变形特性

2）制作一个利用该物质热变形特性的实际应用装置

要求

1）设计实验方案（含原理）

2）测量并描述热变形特性

3）制作一个热变形应用装置并讨论相关指标

 

题目6：磁场

目的

1) 搭建能够产生磁场的实验装置，并对磁场进行测量表征

2) 制作一个利用磁场特性的实际应用装置或实验研究装置

要求

1) 设计实验方案（含原理）

2) 测量并描述磁场

3) 制作一个利用磁场特性的实验研究或应用装置并讨论相关指标

 

考核方式（规范）

文档要求：含研究报告、PPT 和介绍视频等，主要包括以下内容：

1）描述对题意的理解，目标定位

2) 实验原理和设计方案（理论和实验模型）

3) 装置的设计（含系统误差分析）

4）装置的实现

5) 实验数据测量与分析

6) 性能指标（包括测量范围、精确度、响应时间等)

7) 创新点

8）结论与展望

9）参考文献

实物装置：

1) 规格：尺寸、重量

2) 成本

3) 使用条件及配套要求

 

2. 自选课题类创新作品：

（1）实验仪器制作、改进

要求: 参赛学生可以根据自己的兴趣，设计制作一套新仪器，或者改进一套旧仪器，制作或改进应突出对教学效果或者仪器性能的提升作用，例如，可以使物理图像或规律更直观、拓宽可研究或应用的范围等。

考核方式（规范）：

①参赛队伍应提供的参赛文档包括实验报告、PPT、介绍视频各一份，其中必须包含以下要点：a)作品的目标定位；b)仪器的工作原理与具体的实验方案或者应用场景；c)仪器的制作/实现过程；d)典型的实验数据与相关的分析；e)仪器的性能指标评定（如测量/参数范围、精度、响应时间等），并说明仪器设计、制作的局限性（如系统误差分析）和进一步改进、优化思路；f)结论；g)补充信息：参赛队伍（不含指导老师）对作品的具体贡献是什么？

②参赛队伍还应提交一份实验仪器说明文档，包括：a)具体的规格、尺寸、重量等；b)完成仪器所需的成本。

 

（2）教学实验项目的方案设计和可行性验证

要求: 参赛队伍可以根据自己的兴趣，为实验教学中的特定内容设计实验方案并验证其可行性。这类项目鼓励学生尝试对有难度的实验提出创新的方案设计。因为实现过程所需要的成本或者技术要求较高，现有条件下无法在短时间内实现，我们鼓励学生基于缜密的实验逻辑，来学习和尝试实验方案设计并进行可行性验证。验证可以是基于已有的可行条件（如文献中报道的可实现条件等）进行论证，或者进行类似但不太苛刻条件下的参考实验并说明参数外推的合理性，也可以基于合理的数值模拟来进行。

考核方式(规范): 参赛队伍应提供的参赛文档包括方案设计报告、PPT、介绍视频各一份，其中必须包含以下要点：a)选题的意义和目标定位；b)方案的工作原理和相关的实验参数设置，并说明参赛队伍不能完成实验的原因；c)方案设计的合理性及可行性论证（论证是否全面、有合理的依据是主要评价指标）；d)预期的结果；e)对方案的实现过程给出建议，并说明方案可能的缺陷/不足；f)结论；g)补充信息：参赛队伍（不含指导老师）对作品的具体贡献是什么？

 

（3）物理教学资源开发（二选一）:

①利用信息技术（如动画等）制作一段不超过5分钟的多媒体资源，以展示特定物理内容，使学生对该内容有更好的理解和掌握；

②独立开发一个仿真/模拟程序，允许操作者改变参数，可视化地输出仿真/模拟结果。

讲课视频不属于本类作品。鼓励但不限于热学、流体力学方向的选题。

要求：教学资源必须物理原理上正确，有良好的教学效果或者参考价值，有助于学生对有关内容有更深的理解和掌握，或者启发学生独立思考，甚至激发学生进一步学习、探究相关内容的兴趣。

考核方式(规范): 参赛队伍应提供的参赛文档包括教学资源设计报告、PPT、介绍视频各一份，其中必须包含以下要点：a)选题的意义和目标定位；b)教学资源相关的物理原理；c)资源制作的流程图和涉及的实现技术；d)教学资源的使用方法（含相关参数的设置范围等）；e)结果的物理含义及合理性、有效性、可拓展性等的分析和作品的局限性、改进思路； f)说明资源运行所需的电脑配置要求等；g)结论；h)补充信息：参赛队伍（不含指导老师）对作品的具体贡献是什么？

 

（二）大学生物理实验讲课比赛

要求：

（1）参赛者申报参赛的作品必须以学校为单位报名，凡是竞赛时正式注册的各类高等院校在校生均可申报作品参赛；

（2）讲课比赛最多限报2项，须是不同实验题目；

（3）讲课视频全程须由一位参赛队员进行录制，团队完成制作及参赛。

初赛视频要求：

1. 讲课内容从所在学校开设《大学物理实验》课程的相关教学内容中选取，视频设计和制作请对照《2021年大学生物理实验讲课竞赛评审标准》具体要求；

2. 参赛的讲课视频须为参赛学生的同步课堂教学实录，讲课视频中须出现参赛学生，不可出现指导教师；

3. 参赛讲课视频讲课时长16到20分钟之间；

 

2021年大学生物理实验讲课竞赛评审标准