案例应用课程：近代物理实验
课程代码：N19ZY03090
课程类型： ¨创新创业课程 ¨通识教育课程 þ专业课程 ¨应用创新课程
课程开课部门：理学部
授课对象：本科二年级
案例撰写人： 万明杰
一、案例应用章节或知识点
本案例适用于本课程光电效应与普朗克常数的测定知识点。
二、案例意义与育人目标
通过实验培养学生严谨求实的科学态度和实事求是的科学作风；通过我国科学家和教育家叶企孙的普朗克常数测定工作来激发学生的民族自豪感、勇攀科学高峰的责任感和使命感；以叶企孙先生回国献身我国的高等教育事业来激发学生的爱国情怀和教育情怀。
三、案例内容
思政元素挖掘：
通过讲解叶企孙的普朗克常数测定工作原理和他回国献身我国的高等教育事业的案例，贯穿专业教学知识，并实验过程中要求学生规范操作，加强团队合作、鼓励学生不要害怕失败，勇于尝试，并真实的记录实验数据，引导学生结合实验理论教学、实践过程和实验结果进行反思，培养学生矢志报国、积极进取、勇于探索的精神。
设计思路：
讲解案例——实验准备和介绍——指导学生实验——总结——布置作业。
教学方法：
实验法，讲授法，启发式教学法等。
教学过程：
（一）案例导入
《近代物理实验》《原子物理学》和《光学》在同一学期开课，学生从图书馆或互联网上等多种途径收集相关实验的资料进行预习，更深层次的了解本实验相关的背景知识，包括我国科学家叶企孙先生在此项工作中做出的突出贡献。
（二）新课讲授
实验课前，通过学生预习了解的背景，与老师和同学们分享实验背后的故事。通过经典统计物理学研究黑体辐射遇到紫外灾难等科学问题，从而提出新假设——能量量子化，到假设被证实——普朗克常数的精确测定的历程培养学生大胆假设、认真求证的科学精神。引出我国科学家叶企孙先生与导师合作测定了普朗克常数，中国人的姓名第一次被载入现代世界自然科学学术著作中，以此故事激发学生的民族自豪感、勇攀科学高峰的责任感和使命感。1924年，叶企孙先生放弃高薪回国，为科学救国竭尽全力，为培养好人才贡献终生。他培养出一大批优秀人之才和科学家，当选为院士的总计55人，新中国最高荣誉之一的两弹一星元勋功勋奖章获得者，叶企孙的弟子占了一大半，他们成为20世纪下半叶中国科学发展的中坚力量。物理学专业为师范专业，此故事厚植学生的爱国主义情怀以及教育情怀，立志科技报国和教书育人。
具体讲解实验所需仪器——光电效应测量仪和计算机，然后阐述实验原理，按照爱因斯坦的光量子理论，频率为n的光子具有能量E = hn，h为普朗克常数，光子的能量hn0＜A时，eU0= hn-A，用实验方法得出不同的频率对应的截止电压，求出直线斜率，就可算出普朗克常数h。最后介绍具体的实验内容和步骤，并介绍仪器的使用方法和实验的注意事项，让学生掌握基本的原理、熟知实验内容和步骤、了解注意事项。
在实验过程中要求学生规范操作，加强团队合作、鼓励学生不要害怕失败，勇于尝试，并真实的记录实验数据，引导学生结合实验理论教学、实践过程和实验结果进行反思。撰写实验报告时需格式规范，内容完整、数据处理准确、不篡改数据、不弄虚作假，从而培养学生严谨的科学态度、实事求是和勇于创新的科学精神。
（三）布置作业
通过课后精心布置的实验作业和思考题复习巩固课堂所学知识点，以及启下后续要学习的内容。
四、育人效果
通过实验课程学习，实现知识传授、能力培养、价值塑造三位一体的教学目标。学生了解了关于普朗克常数的物理学史，掌握了本实验的原理、实验内容和步骤等知识；通过叶企孙先生的故事，激发了爱国主义情怀以及教育情怀；通过实验，学生结合实验原理，通过团队配合进行实验操作，掌握了实验的操作技能，初步具有了分析问题和解决问题的能力，严谨的科学态度、实事求是和勇于创新的科学精神。
