一、竞赛赛事
在高等学校国家级实验教学示范中心联席会物理学科组、教育部高等学校大学物理课程教学指导委员会、教育部高等学校物理学类专业教学指导委员会、中国物理学会物理教学委员会指导下,经全国高等学校实验物理教学研究会和全国大学生物理实验竞赛组织委员会研究决定,拟于2025年5-12月联合举办第十一届全国大学生物理实验竞赛(创新)。
二、国赛基本情况
“全国大学生物理实验竞赛”是一项面向在校大学生的全国性高水平物理学科竞赛活动,旨在激发我国大学生对大学物理和物理实验课程的学习兴趣和学习潜能,在实践中培养学生的创新精神和实践能力,在竞争中提升学生的团队协作意识和综合素质,着力提高物理实验教学质量和高素质创新性人才培养质量。本赛事已进入中国高等教育学会高校竞赛评估与管理体系研究工作组发布的“全国普通高校大学生竞赛排行榜”。
“全国大学生物理实验竞赛”分为“全国大学生物理实验竞赛(教学)”和“全国大学生物理实验竞赛(创新)”两个赛道的比赛,两个赛道独立比赛,独立评奖。
“全国大学生物理实验竞赛(创新)”分为“命题类创新作品”、“自选课题类创新作品”和“大学生物理实验讲课比赛”三个类别,采用线上预赛、线下决赛的形式。预赛阶段,提交项目资料和实验视频资料等必要评审材料,线上评审;决赛阶段,选手自带设备器材和作品到竞赛现场进行展示,展示内容包括但不限于设计原理、操作技巧、应用前景等,并回答专家评委及听众的提问。竞赛作品应充分展示学生对物理知识的掌握和科研创新能力,实验比赛作品需融合基础性、科学性、创新性要求。
三、国赛题目
各类题目的具体要求如下:
(1)第一类:“命题类题目”,共5个题目。
题目1:微小位移测量
目的:
研究并制作一个能够用于微小位移测量的实验装置。
要求:
1)设计实验方案(含原理);
2)制作一个测量微小位移的实验装置;
3)结合实验结果,讨论该方法的适用范围;
4)讨论测量精度和不确定度。
题目2:探究电磁感应现象中的能量转换
目的:
1)通过实验测量电磁感应过程中电能的转换效率;
2)探讨影响能量转换效率的因素,并提出改进措施。
要求:
1)设计实验方案(含原理);
2)制作一个实验装置;
3)结合实验结果,探讨影响能量转换效率的因素,并提出改进措施;
4)讨论测量精度和不确定度。
题目3:弱压力测量
目的:
研究测量微弱压力的方法和手段,制作一个微弱压力测量装置。
要求:
1)设计实验方案(含原理);
2)制作一个实验装置,实现微弱压力测量;
3)结合实验结果,讨论该方法的适用范围;
4)讨论测量精度和不确定度。
题目4:晶体双折射
目的:
1)研究产生双折射现象的物理机制;
2)利用双折射晶体制作一个实验研究装置或实际应用装置。
要求:
1)给出物理原理,设计实验方案;
2)制作一个实验装置;
3)应用实验装置测量实验数据,分析系统性能指标(如:误差、测量范围、测量精度、灵敏度、信噪比等);
4)探索如何提升系统性能。
题目5:大学物理教学微视频
目的:
制作一段可用于大学物理理论或实验课程辅助教学的微视频。
要求:
1)教学目标明确、主题突出、内容完整,物理原理正确、物理现象直观明显,原创性强,教学效果好,视频长度不超过3分钟;
2)视频声音和画面清晰,播放流畅,视频文件大小不超过60M;具体格式要求参
见《第十一届全国大学生物理实验竞赛(创新)视频格式要求》;
3)大学物理理论课辅助教学微视频(实物或动画演示),要求围绕以下知识点:
[1]简谐振动的合成;
[2]刚体的进动;
[3]阻尼振动和受迫振动;
[4]麦克斯韦速率分布律验证;
[5]快速电子的相对论效应(动量与动能关系) ;
[6]晶体的X射线衍射;
[7]电介质的极化;
[8]物质磁化及铁磁材料磁滞回线;
[9]光波的相干性;
[10]光的夫琅禾费衍射。
4)大学物理实验课辅助教学微视频,要求采用动画演示实验装置的调节原理与调节方法,主题要求围绕以下实验项目:
[1]应变式传感器实验;
[2]真空的获得与测量实验;
[3]全息干涉法测量微小位移实验;
[4]光学谐振腔调节和激光纵横模的测量;
[5]密立根油滴实验;
[6]光栅光谱仪的调整与应用实验。
题目6:AI+物理实验
目的:
将AI技术与物理实验结合,实现物理现象的观察、物理参数的测量。
要求:
1)设计实验方案(含原理);
2)制作一个实验装置, 实现物理现象的观察、物理参数的测量等;
3)利用AI技术,完成测量过程、数据处理或结果分析等;
4)讨论测量精度和不确定度。
(2)第二类:“自选类题目”,共3个题目类型。
自选题目1:实验仪器制作、改进
内容与要求:
参赛队伍可以根据自己的兴趣,设计制作一套新仪器/实验,或者改进一套旧仪器,制作或改进应突出对物理实验教学效果或者仪器性能的提升作用, 例如,可以使物理图像/规律更直观、拓宽可研究/应用的范围等。本类别鼓励能突破“黑匣子”式教学仪器的参赛项目,设计上允许实验过程可调控、参数直观可测,以便实验者对内容有更清晰直观的理解和掌握。物理内涵偏少的电子制作、自动化控制类作品,不是本类别鼓励的方向。对源自科研前沿内容、前沿技术的教学实验/仪器设计,作品完成度上可以适当放宽要求。仅是利用现有仪器上完成的课题研究报告,不属于本赛道的作品。
自选题目2:物理教学资源开发
内容与要求:
1)利用信息技术( 如动画等) 制作一段不超过10分钟、100M以内的多媒体资源( 如科普类的多媒体资源 ),以展示特定物理内容,使学生或大众对该内容有更好的理解和掌握;除了资源的时长和文件大小之外,其他要求请参考《第十一届全国大学生物理实验竞赛(创新)视频格式要求》 。
2)自主开发一个仿真/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。本类别特别鼓励学生尝试基本物理过程计算模型的自主构建和数值计算核心模块的自主开发。
自选题目3:前沿物理
要求:
基于近期期刊文献,设计制作一套实验教学装置。利用该装置能够复现该期刊中的前沿科研成果;或者能够清晰阐述、揭示前沿科研的物理概念或物理原理;或者能够展示近期提出的前沿实验方法;或者能够获得新的实验发现;或者能够解决国计民生的某一重要问题。
四、国赛参赛资格和要求
1.参赛对象为全国各类高等学校2025年秋季学期在籍本(专)科学生。
2.参赛者以学校为单位选择各类别项目参赛。各校参赛名额限定如下:
(1)每所学校最多可报5+1+1支队伍,其中:命题类(1-4题)最多3支队伍、自选类最多3支队伍、讲课类最多2支队伍, 此三种共计不超过5支队伍;命题类第5题(微视频) 和命题类第6题(AI+物理实验) 每类最多1支队伍;
(2)不同城市多校区且招生代码不同的学校最多可报8+1+1支队伍,其中:命题类(1-4题)最多4支队伍、自选类最多4支队伍,讲课类最多3支队伍,此三种共计不超过8支队伍;命题类5(微视频) 和命题类6(AI+物理实验) 每类最多1支队伍;
3.每支队伍参赛指导教师不得多于2人,学生最多5人,其中讲课类项目每支队伍的学生最多3人。
4.所有竞赛类别,本年度以前获得过全国大学生物理实验竞赛(创新) 二等奖(含)以上的学生、其他国家级竞赛二等奖(含)以上作品不得再参加本竞赛。 其他作品可以再次参赛。这类作品报名时,必须选上“再次参赛”选项并说明上次参赛年份和获奖等级, 提交原来的参赛文档(须删除参赛队伍相关信息) ,并在新参赛的文档中,明确说明主要改进和提升内容。
对于上一年度获得过讲课比赛一等奖的作品,所在学校在随后的2年内不得再报相同的实验题目参赛。
5.参赛高校负责本校学生的参赛组织事宜,包括组队、报名、格式审查、赛前准备等。参赛队员自备设备、器材和作品,费用由各参赛高校自行解决。
6.每支队伍报名费1000元,汇款方式另行通知(此报名费用仅包含网络初评及远程答辩费用,不包含现场展示环节的会务费)。
五、奖项设置
本次国赛竞赛设一等奖(10%)、二等奖(20%)、三等奖(30%),根据参赛作品情况决定是否设置若干优秀奖。
六、参赛要求与报名选拔方式
(1)报名方式:
全国大学物理实验竞赛仅接受各高校队伍统一报名,竞赛题目包括“命题类题目”和“自选类题目”,如下所示。计划参赛的同学请自行组队并加入哈工大APP群“25年全国大物实验竞赛创新”,群号: 824786790966629053。报名时间截止到2025年4月27日。竞赛指导教师分配将在群中另行发布。
(2)参赛要求:
本赛事由理学院光电科学系专业的教师团队负责指导,光电科学系提供实验场地和部分经费支持。参赛学生需全身心投入到竞赛项目的准备工作中,因国赛预赛时间为9月初,故要求参加竞赛的学生暑假期间能够留校备赛,并按时汇报备赛进展。
(3)选拔方式:
因各高校参加该竞赛有名额限制,若校内报名队伍较多,光电科学系将组织校内预选赛。即前期报名队伍自选题目进行研究和论证,后期光电科学系组成评审组进行评选,择优选拔参加国赛。
联系人:王新顺老师:13061187887(电话)
王本阳老师:15562129590(电话)
理学院光电科学系大学物理实验中心
2025年4月24日