謝子昂 張師平 陳森 裴藝麗 李莉 邱紅梅 趙雪丹 王云良 吳平

摘 要 為促進(jìn)新形勢下的“大學(xué)物理實驗”課程體系改革，推動“高素質(zhì)、創(chuàng)新型”人才培養(yǎng)朝新方向、高水平前進(jìn)，北京科技大學(xué)“大學(xué)物理實驗課反溯教學(xué)方法研究”課題組提出了物理實驗課反溯教學(xué)方法，將現(xiàn)代科技的最新發(fā)展引入課程，對反溯教學(xué)方法進(jìn)行了探索。課題組從實驗現(xiàn)象出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生反溯基本物理學(xué)概念、原理和現(xiàn)象，并相應(yīng)組織編排物理實驗內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的探索欲和創(chuàng)造欲，全面提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)能力。課題組從實驗室建設(shè)、新教材建設(shè)、新實驗編排、本科生科技創(chuàng)新、實驗課程與最新科研項目結(jié)合等多個角度出發(fā)，對“大學(xué)物理實驗”課程體系進(jìn)行了全面深化，促進(jìn)學(xué)生變“要我學(xué)”為“我要學(xué)”，并取得了一系列教學(xué)成果。

關(guān)鍵詞 大學(xué)物理實驗;反溯教學(xué)方法;課程建設(shè);現(xiàn)代科技

目前，我國已成為世界制造大國，制造業(yè)規(guī)模躍居世界第一，已穩(wěn)步邁入由“中國制造”轉(zhuǎn)向“中國創(chuàng)造”的嶄新階段。未來20年內(nèi)，我國人才需求方向?qū)⒂伞凹夹g(shù)型”轉(zhuǎn)變?yōu)椤案咚刭|(zhì)、創(chuàng)新型”[1-3]。如何從高校教育的角度，將解決問題的技術(shù)型人才提升至善于提出問題、分析問題和解決問題的創(chuàng)新型人才，是當(dāng)今教學(xué)面臨的重要改革方向[4-5]。

作為高校理工科人才培養(yǎng)過程的必要環(huán)節(jié)，“大學(xué)物理實驗”課程是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后接受系統(tǒng)的實驗技能訓(xùn)練的開端，對切實提高人才培養(yǎng)質(zhì)量具有重要作用和意義[6-7]。但課程中還存在部分實驗項目形式陳舊、教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法傳統(tǒng)、與前沿科技結(jié)合較弱、不易激發(fā)學(xué)習(xí)熱情等情況。學(xué)生完成實驗操作后缺乏興趣，更不知道如何對實驗結(jié)果進(jìn)行分析和討論。教師的引導(dǎo)因人而異 [8-9]。學(xué)生投入了時間精力，卻遠(yuǎn)未能達(dá)到應(yīng)有的學(xué)習(xí)效果。進(jìn)行資源統(tǒng)合并改革教學(xué)方式，成為課程亟待解決的問題。

北京科技大學(xué)“大學(xué)物理實驗課反溯教學(xué)方法研究”課題組以培養(yǎng)學(xué)生實踐能力與創(chuàng)新意識為目標(biāo)，注重學(xué)生未來發(fā)展的實際需求，將現(xiàn)代科技的最新前沿發(fā)展引入課程，構(gòu)建了符合“高素質(zhì)、創(chuàng)新型”人才培養(yǎng)需求的“大學(xué)物理實驗”課程反溯教學(xué)法。反溯教學(xué)法的基本思想，是從最新科技發(fā)展反溯其基本物理學(xué)概念、原理和現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生的探索欲和創(chuàng)造欲，全面提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)能力。充分挖掘課程潛力，讓學(xué)生從“要我學(xué)”變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”。三年來的教學(xué)實踐表明，我們提出的大學(xué)物理實驗課程反溯教學(xué)法成功構(gòu)建了一整套大學(xué)物理實驗課程教學(xué)范式，在課程體系建設(shè)、學(xué)生能力與創(chuàng)新意識培養(yǎng)等諸多方面均發(fā)揮了重要作用。以實驗競賽、科研論文、專利等為代表的成果見證了反溯教學(xué)法的成功實施。反溯教學(xué)法所構(gòu)建的新型課程體系與內(nèi)容為建設(shè)適應(yīng)新時期、新形勢下人才培養(yǎng)需求的“大學(xué)物理實驗”教學(xué)新方法進(jìn)行了成功探索。

1 反溯教學(xué)法指導(dǎo)“大學(xué)物理實驗”課程新編排

反溯教學(xué)法指導(dǎo)“大學(xué)物理實驗”課程新編排的路線框圖如圖1所示。圍繞這一路線圖，我們從創(chuàng)新實驗室建設(shè)、新教材編排、創(chuàng)新型新實驗項目與內(nèi)容設(shè)計編排等角度開展了工作。

1.1 創(chuàng)新實驗室建設(shè)

創(chuàng)新、競賽、實驗教學(xué)相融合必須有教學(xué)環(huán)境改善的支持。三年來，課題組從實驗室硬件建設(shè)、實驗室?guī)熧Y團(tuán)隊建設(shè)和學(xué)生開放性管理等方面全面建設(shè)創(chuàng)新實驗室，同時做好實驗室管理工作，以滿足學(xué)生開展個性化實驗與創(chuàng)新型實驗的需求。

我 們搭建了通用制作實驗平臺、熱學(xué)物性測量平臺、軟物質(zhì)研究平臺、核磁成像技術(shù)及應(yīng)用研究平臺、分子動力學(xué)模擬仿真實驗平臺和光伏器件制備與測試平臺等多個實驗平臺（圖2（a）～（f）），為學(xué)生開展科學(xué)實驗研究、科技創(chuàng)新項目、儀器制作、學(xué)科競賽、科技競賽、社會實踐等活動提供便利。

創(chuàng)新實驗室是提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、建立正確科學(xué)觀的重要場所。創(chuàng)新實驗室每年支撐三十余組同學(xué)參加大學(xué)生科技創(chuàng)新項目、國家級和省部級實驗競賽等，使實驗課堂實現(xiàn)由課內(nèi)向課外自然延展。

1.2 《理科物理實驗教程（第2 版）：力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)實驗分冊》教材

為了凝練、固化反溯教學(xué)法的研究成果，我們編排了《理科物理實驗教程（第2版）：力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)分冊》教材[10]。所選入的實驗項目既考慮了課程體系的完整性，又兼顧了前沿科技的最新發(fā)展。各實驗項目的編排均以反溯教學(xué)法為核心指導(dǎo)思想，首先引入背景知識介紹或具體的高新技術(shù)應(yīng)用，再引導(dǎo)學(xué)生回歸到基礎(chǔ)物理現(xiàn)象和知識點。“知之者不如好之者，好之者不如樂之者”，我們通過反溯教學(xué)法讓實驗項目激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和內(nèi)在學(xué)習(xí)動力。教學(xué)實踐表明，經(jīng)過以上實驗課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生在知識獲取、技能培訓(xùn)和科研興趣培養(yǎng)等諸多方面都有了大幅提升。

在以上新教材編排的基礎(chǔ)上，我們新申請了理科物理實驗Ⅰ（2020—2021年）和基礎(chǔ)物理實驗Ⅰ&Ⅱ（2022—2023年）兩個教學(xué)示范課項目，以反溯教學(xué)方法全面組織實施了新時期實驗課程，受到學(xué)生的歡迎和支持。

1.3 反溯教學(xué)法新實驗

1） 干涉光刻技術(shù)實驗

干涉光刻技術(shù)是一種無須用到復(fù)雜光學(xué)系統(tǒng)即可制備精細(xì)微納結(jié)構(gòu)的技術(shù)手段。該技術(shù)可反溯回光干涉這一基本物理原理。我們設(shè)計了使用兩束或三束相干激光光束干涉產(chǎn)生周期性納米織構(gòu)圖形的光學(xué)系統(tǒng)，并研究入射角度、光束強(qiáng)度、光束波長等因素對所成圖形的影響。所研究的圖形種類將包含光柵、孔陣、點陣、柱陣等多樣化的結(jié)構(gòu)，以滿足不同的后續(xù)實驗需求。結(jié)合圖形轉(zhuǎn)錄方法，要求學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握光刻圖形“正?！迸c“倒模”的轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)換技術(shù)，并探究不同類型光刻膠的性能。擬使用平面等離子體刻蝕等方法將所制微納圖形轉(zhuǎn)移至硅襯底或砷化鎵襯底上，使學(xué)生在領(lǐng)略光刻技術(shù)的同時，對刻蝕的基本原理、實驗過程和影響因素有初步了解，也為學(xué)生未來進(jìn)一步學(xué)習(xí)光刻技術(shù)做基礎(chǔ)準(zhǔn)備。

2） 基于 Sagnac效應(yīng)的激光干涉光纖陀螺儀實驗

陀螺儀是一種古老而有生命力的儀器，能提供準(zhǔn)確的方位、水平、位置、速度和加速度等信號，因而在國防軍事、導(dǎo)航測控、汽車制造等領(lǐng)域有重要應(yīng)用。基于Sagnac效應(yīng)的激光干涉光纖陀螺儀的原理可反溯回光干涉等基本物理原理。同一光源發(fā)出的光分為兩束后，在同一環(huán)路內(nèi)沿相反方向繞行一周后會合可產(chǎn)生干涉。當(dāng)環(huán)路所在平面旋轉(zhuǎn)，干涉條紋將會發(fā)生移動，也即Sagnac效應(yīng)。此時，兩束光線的光程差與環(huán)路所在平面的旋轉(zhuǎn)角速度成正比。基于這一效應(yīng)制成的激光干涉光纖陀螺儀可測量裝置的旋轉(zhuǎn)角速度。通過這一實驗，可使學(xué)生回溯光干涉基本原理，掌握Sagnac效應(yīng)的同時了解其應(yīng)用，理解現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)新發(fā)展與基本物理現(xiàn)象和物理原理之間的聯(lián)系。將激光干涉光纖陀螺儀實驗引入到大學(xué)物理實驗中，可使學(xué)生反溯激光干涉的基本原理進(jìn)行理論和實驗探索，激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣，了解Sagnac效應(yīng)及激光干涉陀螺儀，理解基本物理現(xiàn)象與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)新發(fā)展的關(guān)系。

3） LED光譜實驗

藍(lán)光發(fā)光二極管（LED）是白光LED 的基礎(chǔ)，是一項里程碑式的發(fā)明。這種由于多數(shù)載流子注入而引起電子和空穴對復(fù)合發(fā)光的現(xiàn)象稱為注入式電致發(fā)光，可回溯至能帶理論等基本物理原理。LED具有節(jié)能環(huán)保、壽命長、體積小、應(yīng)用廣泛、色彩豐富等特點，是繼白熾燈、熒光燈之后的第三代照明光源，在生活上、工業(yè)上有多種應(yīng)用。我們嘗試將LED光譜實驗引入到大學(xué)物理實驗中，與光柵光譜儀實驗相結(jié)合，讓學(xué)生從LED的發(fā)光原理與特性出發(fā)，引發(fā)學(xué)習(xí)興趣，體會物理學(xué)科在高新技術(shù)中的重要作用，再反溯回LED 的光譜研究，使學(xué)生在完成實驗的過程中掌握新型半導(dǎo)體器件的發(fā)光原理和光譜特性。本實驗已編排為《理科物理實驗（第2版）：力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)分冊》課程的光學(xué)實驗項目。

4） 混沌擺實驗

擺的發(fā)展與研究有著悠久的歷史。雙擺是一個由兩個擺錘組成的簡單物理系統(tǒng)，其中一個擺錘連接在另一個擺錘的末端。雙擺屬于混沌擺之一，具備豐富的動態(tài)特性，能夠展現(xiàn)出混沌現(xiàn)象?；煦绗F(xiàn)象是指發(fā)生在確定性系統(tǒng)中的看似隨機(jī)的不規(guī)則運(yùn)動行為，表現(xiàn)為不確定性、不可重復(fù)、不可預(yù)測，是非線性系統(tǒng)的固有特性。雙擺/混沌擺對于初始條件十分敏感，整個運(yùn)動混沌無序、無法預(yù)測?；煦绗F(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)和混沌理論的建立，同相對論和量子論一樣，是對牛頓確定性經(jīng)典理論的重大突破。許多科學(xué)家認(rèn)為，20世紀(jì)物理學(xué)三個輝煌的科學(xué)奇跡是相對論、量子論和混沌理論的創(chuàng)立。將混沌現(xiàn)象引入到大學(xué)物理實驗中，可使學(xué)生反溯擺的基本運(yùn)動規(guī)律進(jìn)行理論和實驗探索，激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣，了解混沌現(xiàn)象及混沌理論，體會物理學(xué)科在現(xiàn)代生活中的重要作用。本實驗已編排為《理科物理實驗（第2版）：力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)分冊》課程的力學(xué)實驗項目。

5） 介電常數(shù)的頻率特性

電容器存儲和釋放電能的能力產(chǎn)生了許多重要應(yīng)用，比如攝影師使用的電子閃光裝置、中國正在建設(shè)的“Z機(jī)器”（Z Pulsed Power Facility）、電磁炮使用的電容器等。這些應(yīng)用的原理均可反溯至電容器兩極板間電介質(zhì)材料的性質(zhì)。學(xué)生使用高精度阻抗分析儀與相應(yīng)夾具，可學(xué)習(xí)測量電介質(zhì)材料介電常數(shù)和損耗與頻率的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上教師作點評與講解，使學(xué)生在掌握介電常數(shù)和損耗測量方法的同時，理解介電常數(shù)和損耗頻率特性的產(chǎn)生原因等源頭知識，并展望其應(yīng)用。本實驗已編排為《理科物理實驗（第2版）：力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)分冊》課程的電磁學(xué)實驗項目。

6） 磁耦合諧振實驗

磁耦合諧振，即兩個相同頻率的諧振物體將會產(chǎn)生很強(qiáng)的相互耦合，與遠(yuǎn)離諧振環(huán)境的物體有較弱的交互，可實現(xiàn)無線能量的傳輸。其相關(guān)知識可反溯回耦合、諧振、頻率分裂等基本概念。磁耦合諧振是本科生電磁場理論教學(xué)中的難點，也是電磁學(xué)領(lǐng)域科學(xué)研究前沿。它是目前無線供電技術(shù)的一種解決方案，也是當(dāng)前電氣工程領(lǐng)域最熱門的研究方向之一?；诖胖C振耦合理論的無線電能傳輸現(xiàn)象，既可從物理理論上通過經(jīng)典的耦合模理論，也可用電氣、電工學(xué)科的LC共振電路模型來進(jìn)行分析，創(chuàng)新性地引入大學(xué)物理實驗課堂教學(xué)、填補(bǔ)教學(xué)空白。歷時多年的課堂試用、課題組改進(jìn)和優(yōu)化了多線圈磁耦合諧振實驗系統(tǒng)，并將其編排為《理科物理實驗（第2版）：力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)分冊》課程的電磁學(xué)實驗項目。

7） 聲懸浮實驗

聲懸浮技術(shù)對于懸浮物體的性質(zhì)沒有特定要求，對聲場內(nèi)的固體和液體均可以進(jìn)行懸浮，技術(shù)適用度高，近年來逐漸發(fā)展應(yīng)用于分析化學(xué)，材料科學(xué)，醫(yī)學(xué)等多個領(lǐng)域，是一種新興、前景極其廣闊的懸浮技術(shù)。其原理可以反溯至聲輻射力對抗重力以實現(xiàn)物體的懸浮。學(xué)生利用自搭實驗裝置，控制懸浮物體移動，可以引起較大的學(xué)習(xí)興趣和探索欲望。在實驗基礎(chǔ)上，教師作講解，使學(xué)生在熟悉控制懸浮物操作的同時，掌握聲輻射力以及駐波的原理和應(yīng)用，理解現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)新發(fā)展與基本物理現(xiàn)象和物理原理之間的關(guān)系。

8） 可變轉(zhuǎn)動慣量裝置與測量

轉(zhuǎn)動慣量是大學(xué)物理實驗教學(xué)中常見的實驗項目。在工業(yè)生產(chǎn)中，經(jīng)常會使用具有大轉(zhuǎn)動慣量的飛輪進(jìn)行慣性儲能。隨著儲能工業(yè)的發(fā)展，學(xué)界提出了可變轉(zhuǎn)動慣量的儲能方法，也即在較低的轉(zhuǎn)速下可以較低的轉(zhuǎn)動慣量運(yùn)行，而在較高的轉(zhuǎn)速下其自身的轉(zhuǎn)動慣量可以增大，從而達(dá)到高效儲能的目的?；谶@種可變轉(zhuǎn)動慣量的工作原理可以反溯至轉(zhuǎn)動慣量的測量、物體質(zhì)量分布的變化與轉(zhuǎn)動慣量之間的關(guān)系等基本物理原理。在實驗基礎(chǔ)上，經(jīng)教師講解，學(xué)生可探究可變轉(zhuǎn)動慣量裝置的轉(zhuǎn)動慣量測量，了解該裝置的轉(zhuǎn)動慣量變換原理，以及質(zhì)量分布和轉(zhuǎn)動慣量之間的關(guān)系。

9） 材料相變熱的測量實驗

材料的相變過程在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中都有重要作用，而研究相變過程的手段往往需要采用價格高昂的專業(yè)儀器設(shè)備。為此，我們從相變過程的應(yīng)用和測量手段入手，提起學(xué)生研究的興趣，從差熱分析方法反溯回溫度測量與熱流之間的關(guān)系，通過實驗室搭建的實驗裝置———開放式量熱裝置，讓學(xué)生從中探究物質(zhì)傳熱的基本原理，理解現(xiàn)代測試技術(shù)與基本物理現(xiàn)象和物理原理之間的關(guān)系。

2 反溯教學(xué)法在本科生SRTP 科技創(chuàng)新項目中的實踐

開展本科生SRTP科技創(chuàng)新項目是提升能力的重要手段。為了將最前沿、最新科技成果與本科生實驗教學(xué)結(jié)合起來，我們嘗試使用反溯教學(xué)法指導(dǎo)本科生科技創(chuàng)新項目，力求做到“立足科技創(chuàng)新，輻射實驗教學(xué)”，并取得了一系列教育、教學(xué)經(jīng)驗。課題組通過以本科生科技創(chuàng)新和物理實驗競賽相結(jié)合的方式，走出了一條“以賽促教”的新路。

2.1 《基于Sagnac效應(yīng)的激光陀螺儀》SRTP 項目（在研）

陀螺儀是重要的角運(yùn)動檢測裝置。課題組通過已有的氦氖激光管、反射鏡、分光鏡和陶瓷玻璃等元件設(shè)計搭建出簡單的激光陀螺儀（圖3（a））。其原理可反溯至角動量守恒、光干涉等基礎(chǔ)知識。通過制作和運(yùn)行激光陀螺儀，研究高速旋轉(zhuǎn)下的物體性質(zhì)。制作環(huán)形諧振腔，觀測并分析其中兩束光的干涉，及整個環(huán)形光路里形成的駐波現(xiàn)象（圖3（b））。自主設(shè)計和搭建了單激光分光的矩形雙循環(huán)干涉光路（圖3（c）），觀察并探究陀螺在不同速度的高速運(yùn)轉(zhuǎn)下，駐波波結(jié)、波腹相對反射鏡的位置變化，鏡子轉(zhuǎn)動距離對干涉條紋變化的影響。

2.2 《雙擺的制作及其混沌現(xiàn)象的研究》SRTP 項目（結(jié)題）

混沌是非線性動力系統(tǒng)的固有特性，是非線性系統(tǒng)普遍存在的現(xiàn)象。牛頓確定性理論能夠充分處理的多為線性系統(tǒng)，而線性系統(tǒng)大多是由非線性系統(tǒng)簡化而來。項目對雙擺中的混沌現(xiàn)象產(chǎn)生原因以及可能存在的規(guī)律進(jìn)行了理論上的探索研究，并基于理論力學(xué)中的拉格朗日方程與Runge-Kutta法給出了雙擺運(yùn)動的軌跡模型，并對出現(xiàn)的混沌現(xiàn)象給出了一定的解釋與理解。利用Tracker軟件對圖像進(jìn)行了數(shù)據(jù)處理與分析，初步判斷出在短周期內(nèi)雙擺的運(yùn)動是混沌運(yùn)動。在簡易雙擺裝置的基礎(chǔ)上，課題組增加外部驅(qū)動裝置，進(jìn)一步實現(xiàn)對雙擺施加可調(diào)的驅(qū)動力?；诨煦缋碚?，即兼具質(zhì)性思考與量化分析的方法，探討了雙擺動態(tài)系統(tǒng)中無法用單一的數(shù)據(jù)關(guān)系，以整體、連續(xù)的數(shù)據(jù)關(guān)系解釋和預(yù)測了擺動行為。

2.3 《模塊化的可見光通信設(shè)備研制》SRTP 項目（在研）

可見光通信技術(shù)是指利用可見光波段的光作為信息載體，在空氣中直接傳輸光信號的通信方式?？梢姽馔ㄐ诺闹饕獌?yōu)勢有綠色低碳，可實現(xiàn)近乎零耗能通信，還可有效避免電磁信號泄露等缺點，為快速構(gòu)建抗干擾、抗截獲的安全信息空間提供支持。其原理可反溯至亥姆霍茲方程、能帶理論等基礎(chǔ)知識。課題基于基本通信電路，通過改善信號發(fā)出端的輸入信號以及信號接收端（硅光電池）的輸出信號，使最后得到的信息連續(xù)且清晰，并且基于這些成果，本項目將推進(jìn)信息的數(shù)字化，將電路中基本的元件轉(zhuǎn)化成數(shù)字元件，通過編碼與解碼，利用信號發(fā)出端低延遲等特點，提高信息的傳遞效率。力求研制出具備模塊化特性的光通信小型設(shè)備，并設(shè)計實驗裝置，以展示優(yōu)異的物理性能和廣泛的應(yīng)用推廣度。該實驗裝置可用于教學(xué)演示、實驗教學(xué)以及中小學(xué)科普等場景。同時，我們期望通過該實驗裝置展示的原理和創(chuàng)新，能夠在通信技術(shù)中如蜂窩網(wǎng)絡(luò)等以及物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市（家庭）、航空、航海、地鐵等領(lǐng)域中帶來創(chuàng)新應(yīng)用和價值體驗。

2.4 《模塊化的超聲波懸浮與三維空間移動裝置的研制》SRTP項目（結(jié)題）

聲懸浮是高聲強(qiáng)條件下的一種非線性效應(yīng)。本課題基于目前較為穩(wěn)定的平面相控陣技術(shù)，通過波動學(xué)、聲學(xué)等理論和實驗創(chuàng)新，一定程度上解決現(xiàn)存平面相控陣聲懸浮裝置的不足。勢能分布理論結(jié)果（圖4（a））揭示了空間中的勢能位點呈周期性分布，可反溯至勢能、駐波等基礎(chǔ)知識。課題組自主搭建了聲懸浮裝置（圖4（b）），從懸浮物的懸浮穩(wěn)定性以及三維移動角度，開展了駐波聲懸浮中對懸浮小物件的操縱實驗，實現(xiàn)了聚苯乙烯小球懸?。▓D4（c））。并改進(jìn)現(xiàn)有的平面相控制聲懸浮裝置，一定程度上解決其存在的操控、成本等問題。力求研制模塊化的設(shè)備，設(shè)計出具有優(yōu)良的物理性能和推廣度的實驗裝置，可用于教學(xué)演示、實驗教學(xué)以及中小學(xué)生科普，并為其他勢場中的物體移動提供了新思路。

以北京科技大學(xué)2018級本科生牟天鈺為第一作者的論文《平面相控陣下微小固體的超聲波懸浮與移動》已發(fā)表于《物理實驗》[11]。以北京科技大學(xué)2019級本科生張燁為第一作者的論文《用平面聲波方式實現(xiàn)顆粒懸浮的理論討論》已發(fā)表于《物理與工程》[12]。

2.5 《柔性ITO 電極受周期性沖擊作用實時電阻表征》SRTP項目（結(jié)題）

柔性薄膜電極目前廣泛用于柔性顯示技術(shù)、可穿戴技術(shù)等領(lǐng)域當(dāng)中，氧化銦錫（ITO）功能材料是其最重要的代表之一。柔性ITO 薄膜電極廣泛應(yīng)用于光電器件、太陽能電池、平板液晶顯示和透明電磁屏蔽等領(lǐng)域，具有很高的科研價值。

其缺點是抗彎折能力差，易碎裂，使器件失效。研究柔性ITO 電極受彎折等應(yīng)力作用下失效的物理過程和物理機(jī)制，并進(jìn)一步提升柔性電極性能，成為本領(lǐng)域關(guān)鍵考量之一。課堂上，教師首先向?qū)W生展示了柔性聚對萘二甲酸乙二醇酯（PEN）襯底上ITO 薄膜的導(dǎo)電特性，及其易碎裂的物理現(xiàn)象，使學(xué)生思考如何進(jìn)行物理表征。著重引導(dǎo)學(xué)生反溯伏安法等基本物理原理，發(fā)展出了一套原位實時電阻表征實驗系統(tǒng)。

該套實驗系統(tǒng)（圖5（a））可使柔性ITO 電極在不同撞擊半徑、方式、速率的作用下，產(chǎn)生彎曲、拉伸、針戳、折疊等多種變形，并實時測量其電阻變化（圖5（b））。學(xué)生自主設(shè)計儀器電路，進(jìn)行Labview 虛擬儀器編程，實現(xiàn)了實驗參數(shù)及測量值的持續(xù)記錄和實時展示（圖5（c））。裝置通過滾珠絲杠將扭矩轉(zhuǎn)換成軸向反復(fù)作用力，使柔性ITO 電極按特定方式彎曲變形，在單片機(jī)控制下產(chǎn)生規(guī)律的應(yīng)力變化（圖5（d））。

教學(xué)團(tuán)隊引導(dǎo)學(xué)生對ITO 碎裂的過程做深入分析，探究在裂紋產(chǎn)生后電阻不斷上升的物理機(jī)制。在周期性沖擊過程中，導(dǎo)致ITO 薄膜電阻增加的主要原因是在其表面形成的微觀和宏觀尺度的裂紋。這些裂紋起源于ITO 和PEN 基底之間的楊氏模量差異、內(nèi)部應(yīng)力和外部疲勞載荷等因素。由于缺陷、位錯、褶皺、空洞和雜質(zhì)粒子的存在，周期性沖擊初期產(chǎn)生的微觀裂紋通常較短且較淺，對電阻增加的貢獻(xiàn)較小，也即非特征性裂紋。隨著周期性沖擊的進(jìn)行，非特征性裂紋的長度逐漸增加。當(dāng)非特征性裂紋的深度達(dá)到ITO層厚度，ITO 層在厚度方向上完全破裂形成特征性裂紋，這種裂紋對電阻增加的貢獻(xiàn)更大。結(jié)合理論課程中學(xué)習(xí)過的“道爾頓板”原理，辨明了相應(yīng)的微觀機(jī)制，并拓展為宏觀物理模型，實現(xiàn)了“從理論出發(fā)進(jìn)行實驗，再用實驗結(jié)果拓展理論”的完整知識研習(xí)過程。

以北京科技大學(xué)應(yīng)用物理專業(yè)黃昆班2018級本科生于姍姍為第一作者的全英文SCI論文《Real-Time Resistance Characterization of ITOFilm Electrode on Flexible Substrate Under PeriodicImpact》（《柔性襯底上ITO 薄膜電極在周期性沖擊作用下的實時電阻表征》）已發(fā)表于《MaterialsScience in Semiconductor Processing》（《半導(dǎo)體加工中的材料科學(xué)》）雜志[13]。相關(guān)的裝置已獲得實用新型專利[14]。

2.6 《具有優(yōu)化納米織構(gòu)的單結(jié)鈣鈦礦太陽能電池仿真研究》SRTP項目（結(jié)題）

太陽能電池和納米功能器件是凝聚態(tài)物理學(xué)在器件方面取得的較為突出的兩類成就。在半導(dǎo)體太陽電池表面生長具有周期性的納米材料陣列結(jié)構(gòu)，可以大大提升太陽能電池的光吸收率。這一現(xiàn)象的物理基礎(chǔ)是陷光效應(yīng)，已在單晶硅、多晶硅、微晶硅、砷化鎵等多種傳統(tǒng)無機(jī)半導(dǎo)體電池中得到應(yīng)用。然而對于新興的鈣鈦礦電池行業(yè)，由于其電池結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性與特殊性，如何在其中引入周期性納米織構(gòu)，以及其潛力究竟有多大，成為了亟待探究的問題。

實驗課程教學(xué)中，教師在講授《光的等厚干涉》《太陽能電池性能測量》等實驗時，通過圖片、視頻展示等方式講解半導(dǎo)體材料中陷光效應(yīng)（light trapping effect）的存在，并介紹鈣鈦礦光伏材料的最新研究進(jìn)展。通過電磁仿真動畫，介紹陷光效應(yīng)是指通過在半導(dǎo)體表面或內(nèi)部引入周期性納米織構(gòu)增強(qiáng)光的吸收。這種現(xiàn)象的基本原理是延長光在材料中的傳播路徑，形成多次反射、散射和衍射，從而增強(qiáng)光吸收，并提高光電轉(zhuǎn)換效率。這一手段在傳統(tǒng)無機(jī)半導(dǎo)體太陽能電池中已得到廣泛應(yīng)用。對于新興的鈣鈦礦太陽能電池，引入周期性納米結(jié)構(gòu)并研究陷光效應(yīng)的潛力具有重要意義，因為鈣鈦礦材料同樣具有良好的光吸收能力，而通過優(yōu)化陷光效應(yīng)，可以進(jìn)一步提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率。在此基礎(chǔ)上，教師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生思考：太陽電池效率是否可能存在極限？如何求取這類極限？ 要求他們反溯在光學(xué)、電動力學(xué)、半導(dǎo)體物理學(xué)等課程中學(xué)習(xí)過的麥克斯韋方程組、電介質(zhì)等知識，并介紹時域有限差分（FDTD）方法等仿真方法和基本織構(gòu)類型（圖6（a）～（b））。設(shè)計電池結(jié)構(gòu)后，應(yīng)用FDTD方法研究“n-i-p”正型含周期性納米織構(gòu)鈣鈦礦電池的光吸收和極限效率（圖6（c））。該SRTP項目中，學(xué)生在LumericalFDTD程序界面下通過自主編程，以織構(gòu)類型、鈣鈦礦層厚度、織構(gòu)高度、織構(gòu)周期、占空比等參數(shù)對電池極限效率之影響為研究目標(biāo)，進(jìn)行了諸多探索（圖6（d）），并總結(jié)出一套可實際實現(xiàn)的含織構(gòu)電池制備流程，分析了載流子濃度、載流子壽命等諸多物理量與電池效率的關(guān)系。

以北京科技大學(xué)材料物理專業(yè)2018級本科生關(guān)昊辰為第一作者的全英文SCI論文《SimulationStudy of Significant Optical Absorption Enhancementfor “n-i-p” Structured Perovskite SolarCells with Optimized Periodic Nano Texture》（《具有優(yōu)化周期納米織構(gòu)的“n-i-p”型鈣鈦礦太陽能電池顯著增強(qiáng)光吸收的仿真研究》）已發(fā)表于《Physica B》（《物理B》）雜志[15]。

2.7 《硅與鈣鈦礦疊層電池內(nèi)制備納米織構(gòu)提升電池效率》SRTP項目（在研）

傳統(tǒng)硅電池的效率已近極限。鈣鈦礦作為廉價光伏材料，可與硅結(jié)合形成硅/鈣鈦礦疊層電池，以較低成本大大提高效率。目前對高性能硅/鈣鈦礦疊層電池的研究局限于改變異質(zhì)結(jié)硅底電池的硅片工藝、厚度、表面尺寸和復(fù)合材料等，從電池結(jié)構(gòu)上做突破性改進(jìn)的報道還較少。在實驗課教學(xué)中，我們首先介紹了疊層電池的概念，使學(xué)生親身感受硅電池與鈣鈦礦電池相結(jié)合的“1+1>2”之功效。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步講解頂電池和底電池之間的電流匹配關(guān)系，告訴學(xué)生在疊層電池中，頂部的鈣鈦礦電池和底部的硅電池在電流匹配方面需要進(jìn)行優(yōu)化，以確保電流在兩個層之間的平衡以最大化光能吸收。從現(xiàn)象入手，引導(dǎo)學(xué)生反溯折射率（圖7（a））、物質(zhì)守恒定律等基本物理原理，自主推導(dǎo)疊層電池內(nèi)頂電池和底電池的電流匹配關(guān)系，并在閱讀文獻(xiàn)后使用FDTD 方法論證最頂電池最優(yōu)禁帶寬度范圍（圖7（b））。進(jìn)一步地，引導(dǎo)學(xué)生尋找在硅/鈣鈦礦疊層電池內(nèi)制備納米織構(gòu)提升電池效率的方法，并予以實驗驗證。

以北京科技大學(xué)應(yīng)用物理專業(yè)2019級本科生謝盈為第一作者的論文《Significant Enhancementof Ultimate Efficiency for Perovskite/c-SiTandem Solar Cell with Optimized Periodic NanoTexture》（《優(yōu)化周期納米織構(gòu)顯著增強(qiáng)鈣鈦礦/晶體硅疊層太陽能電池效率研究》）正在做最后整理，將于近期投出。

“授人以魚”不如“授人以漁”。為使學(xué)生能夠適應(yīng)未來社會發(fā)展的挑戰(zhàn)，其關(guān)鍵在于“學(xué)會學(xué)習(xí)”。科學(xué)思維是“學(xué)會學(xué)習(xí)”的重要基礎(chǔ)，以“大學(xué)物理實驗”課程為基礎(chǔ)，在SRTP本科生科技創(chuàng)新項目的不斷錘煉下，我們通過教師學(xué)生、學(xué)生學(xué)生之間的互動探討與實踐探索，強(qiáng)化分析討論訓(xùn)練，提高分析討論的深度，逐步培養(yǎng)訓(xùn)練學(xué)生提出問題、分析問題并最終解決問題的能力。通過系統(tǒng)的實驗方法與技能訓(xùn)練，在培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力與創(chuàng)新意識的同時，訓(xùn)練學(xué)生認(rèn)知問題、提出問題與解決問題的思維能力，最終為學(xué)生應(yīng)對未來工作、科技進(jìn)步和社會發(fā)展做基礎(chǔ)性準(zhǔn)備。

3 反溯教學(xué)法的深度開拓

反溯教學(xué)法在本科生物理實驗教學(xué)中得到了成功運(yùn)用。為進(jìn)一步開拓這一教學(xué)方法，課題組作了進(jìn)一步的探索和挖掘，努力向教學(xué)輸送可轉(zhuǎn)化為本科生實驗內(nèi)容和研究方向的潛在課題項目。所取得的研究成果正源源不斷地轉(zhuǎn)化為本科生訓(xùn)練素材，為他們拓寬科學(xué)視野，進(jìn)一步做好工作打下了良好的基礎(chǔ)。

3.1 《多線圈磁耦合諧振實驗儀》項目

通過對中、外大學(xué)物理實驗課程內(nèi)容體系現(xiàn)狀進(jìn)行廣泛調(diào)研，研究理論課與實驗課教學(xué)內(nèi)容、知識體系和教學(xué)難點之間的相互關(guān)系，聚焦學(xué)生以后在生產(chǎn)、科研活動中對物理原理的應(yīng)用和要求，課題組從開展科學(xué)研究的思路和角度出發(fā)，緊密結(jié)合物理學(xué)科專業(yè)特點與創(chuàng)新型人才培養(yǎng)需求，重新梳理了我校電磁學(xué)相關(guān)實驗項目。在物理實驗課程中引入基于“磁耦合諧振原理”的無線電能傳輸這一科學(xué)研究前沿內(nèi)容，以完善課程體系，填補(bǔ)我校大學(xué)物理實驗教學(xué)空白。由于市場沒有成熟設(shè)備，課題組儀器設(shè)計團(tuán)隊啟動了磁耦合諧振原理實驗儀的自研。

磁耦合諧振原理是本科生電磁場理論教學(xué)中的難點，也是電磁學(xué)領(lǐng)域科學(xué)研究前沿。歷時多年的課堂試用、改進(jìn)和優(yōu)化，團(tuán)隊最終定型了多線圈磁耦合諧振實驗儀（圖8 （a）～（b））。

實驗儀由驅(qū)動線圈利用接入高頻交流信號產(chǎn)生交變磁場，發(fā)生近距離的電磁感應(yīng)耦合使發(fā)射線圈產(chǎn)生自諧振。由于發(fā)射線圈和接收線圈擁有一樣的固有頻率，且與產(chǎn)生的交變磁場的頻率相同，因此發(fā)射線圈和接收線圈之間發(fā)生諧振。電磁能量在兩線圈之間實現(xiàn)周期性的交換振蕩，從而建立起一條能量傳輸?shù)耐?，發(fā)射線圈和接收線圈之間進(jìn)行磁場能量的交換。通過近距離電磁感應(yīng)耦合轉(zhuǎn)移到設(shè)備線圈，進(jìn)而為設(shè)備提供電能，從而實現(xiàn)系統(tǒng)源源不斷的無線電能傳輸，可點亮“USTB”字樣LED燈（圖8 （c）～（d）），或為手機(jī)充電。在此基礎(chǔ)上，團(tuán)隊通過理論推導(dǎo)、數(shù)學(xué)建模，探究了強(qiáng)耦合線圈裝置內(nèi)品質(zhì)因數(shù)等物理量與線圈數(shù)目、線圈半徑的關(guān)系（圖8 （e）），并研究了趨膚效應(yīng)等現(xiàn)象。

該套實驗裝置設(shè)計巧妙，便于推廣?，F(xiàn)象明顯、趣味性較強(qiáng)。可用于大學(xué)物理演示實驗、理論課堂教學(xué)演示等，開闊學(xué)生視野。系統(tǒng)的可拓展性強(qiáng)，學(xué)生通過自己動手組裝無線供電系統(tǒng)，調(diào)節(jié)諧振頻率，自制無線手機(jī)充電裝置，現(xiàn)場為自己的手機(jī)充電，體驗無線充電的生活方式和技前沿的孵化產(chǎn)品，使學(xué)生有強(qiáng)烈的成就感，培養(yǎng)學(xué)生對科技前沿探索的興趣?？芍庇^地對互感現(xiàn)象、諧振現(xiàn)象、頻率分裂現(xiàn)象、趨膚效應(yīng)、電磁耦合模理論等進(jìn)行演示與驗證，內(nèi)容設(shè)計上既給學(xué)生留下了較大的發(fā)揮空間，難度恰當(dāng)又不至于使學(xué)生難于上手，有利于學(xué)生的主動參與。相關(guān)的裝置已獲得實用新型專利[16]。

3.2 《LiTFSI等離子型化合物改性空穴傳輸層》項目

聚（3，4-乙烯二氧噻吩）：聚（苯乙烯磺酸鹽）（PEDOT：PSS）具有可導(dǎo)電、透明度高、涂布能力強(qiáng)等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于固態(tài)電容、抗靜電涂層、印刷電子等領(lǐng)域。在“p-i-n”反型鈣鈦礦電池中，PEDOT：PSS常作為空穴傳輸層使用。然而PEDOT：PSS存在導(dǎo)電性不夠理想、具有酸性、易吸濕、在活性層表面浸潤性差等缺點，限制了相應(yīng)反型鈣鈦礦電池的光電轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性。

近10年來，通過摻雜等方法改進(jìn)PEDOT：PSS材料的思路不斷涌現(xiàn)。其中，摻雜雙三氟甲磺酰亞胺鋰（LiTFSI） 等導(dǎo)電性增強(qiáng)摻雜劑以同時增強(qiáng)PEDOT：PSS材料導(dǎo)電性和耐彎折能力的研究獲得了很大關(guān)注。以多種方法表征PEDOT：PSS：Li的彎折失效現(xiàn)象（圖9（a）），制備優(yōu)化后的電池（圖9（b）），并實現(xiàn)了16.8%的電池效率（圖9（c））。

論文《Enhancing Power Conversion Efficiencyand Anti-Bending Ability of Flexible PerovskiteSolar Cells with PEDOT：PSS：Li HoleTransport Layer》（《PEDOT：PSS：Li空穴傳輸層提高柔性鈣鈦礦太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率和抗彎曲能力》）已發(fā)表于《Journal of Physics D： AppliedPhysics》（《物理期刊D：應(yīng)用物理》）雜志[17]。對這一課題的研究，可將對PEDOT：PSS：Li 材料物理性質(zhì)的測量反溯至伏安法、能帶結(jié)構(gòu)、庫倫作用力等基礎(chǔ)物理知識。課題組為此設(shè)計了進(jìn)一步的實驗計劃和裝置，計劃于2022—2023年通過本科生SRTP項目予以實施。

3.3 《PVP修飾錫基鈣鈦礦》項目

聚乙烯吡咯烷酮（PVP）是重要的非離子型高分子化合物，是N-乙烯基酰胺類聚合物中最具特色，被研究得最深、最廣泛的高分子化學(xué)物質(zhì)。紡織印染行業(yè)中，PVP因與許多有機(jī)染料有良好的親和力，可與聚丙烯腈、聚氨酯、尼龍、纖維素等多種類疏水性合成纖維相結(jié)合，具有較為成熟的加工技術(shù)。而這一點，與錫基鈣鈦礦材料構(gòu)建柔性可穿戴器件的未來發(fā)展方向不謀而合，為其應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。我們將PVP摻入甲醚錫碘（FASnI3）材料，并對其薄膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析（圖10（a））。所制錫基電池（圖10（b））實現(xiàn)了7.8%的效率。 時間分辨光致發(fā)光譜（TRPL）（圖10（c））和電池各層吸收率理論計算結(jié)果（圖10（d））驗證了FASnI3：PVP材料的結(jié)晶質(zhì)量和光吸收能力。

論文《Enhancing Performance of Tin-BasedPerovskite Solar Cells by Polyvinyl PyrrolidoneDoping Strategy》（《聚乙烯吡咯烷酮摻雜提高錫基鈣鈦礦太陽能電池性能研究》）已發(fā)表于《OpticalMaterials》（《光學(xué)材料》）雜志[18]。課題中，錫基鈣鈦礦材料的光電性質(zhì)可反溯至禁帶寬度、諧振子、載流子擴(kuò)散長度等基礎(chǔ)物理知識。我們設(shè)計了進(jìn)一步利用高聚物改進(jìn)錫基鈣鈦礦的實驗裝置，并將之應(yīng)用于鈣鈦礦光伏器件準(zhǔn)備。

3.4 《含鋅離子液體Zn（NTf2）2 摻雜PEDOT：PSS》項目

以LiTFSI為代表的離子型添加劑在摻雜PEDOT：PSS領(lǐng)域應(yīng)用中取得了良好的效果。然而，鋰離子在器件中易腐蝕ITO 層，降低器件的使用壽命。為此，我們進(jìn)一步嘗試采用了基于鋅元素為基礎(chǔ)的雙三氟甲磺?；啺蜂\（Zn（NTf2）2）作為PEDOT：PSS層的添加劑，形成PEDOT：PSS：Zn（NTf2）2 材料。通過紫外發(fā)光光譜（UPS）探究其功函數(shù)（圖11（a）），并將其作為空穴傳輸層材料，應(yīng)用于玻璃襯底與柔性襯底上結(jié)構(gòu)為“ITO/PEDOT：PSS：Zn （NTf2 ）2/MAPbI3：PVA/PCBM/Ag”的電池（圖11（b））中，取得了18.4%的效率。

論文《PEDOT：PSS：Zn（NTf2）2 for Rigid andFlexible “p-i-n” Structured Perovskite Solar Cells：Strategies and Applications》（《PEDOT：PSS：Zn（NTf2）2 用于剛性和柔性“p-i-n”結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽能電池：策略和應(yīng)用》）已發(fā)表于《Materials Letters》（《材料快報》）雜志[19]。與Zn（NTf2）2 等多價態(tài)離子液體相關(guān)的材料性能，可反溯至化學(xué)鍵成鍵、拉曼光譜等基礎(chǔ)物理知識，我們將圍繞這類新型材料的器件應(yīng)用，進(jìn)一步開展教學(xué)及科研實驗。

4 結(jié)語

綜上所述，課題組探索使用反溯教學(xué)法，從實驗室建設(shè)、新教材建設(shè)、新實驗編排、本科生科技創(chuàng)新、實驗課程與最新科研項目結(jié)合等角度，對“大學(xué)物理實驗”課程體系進(jìn)行了全面的研究和建設(shè)，取得了顯著成效。課題組將繼續(xù)開展研究，結(jié)合新的教學(xué)實踐，緊扣科技發(fā)展前沿，進(jìn)一步開展課程內(nèi)容研究與建設(shè)工作。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 吳平，邱宏，孫旭貴，等.將科學(xué)研究的思維方式引進(jìn)普通物

理實驗教學(xué)[J].實驗技術(shù)與管理，2003（1）：73-75.

WU P， QIU H， SUN S G， et al. Introducing the scientific

research mindset into ordinary physics experimental teaching

[J]. Experimental Technology and Management， 2003（1）：

73-75. （in Chinese）

[2] 張師平，吳平，趙雪丹，等.以本科生科技創(chuàng)新和物理實驗競

賽促進(jìn)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的探索[J].物理與工程，2016（S1）：

213-215.

ZHANG S P， WU P， ZHAO X D， et al. The exploration of

promoting innovative talents cultivation by student research

training program and physics experiment competition[J].

Physics and Engineering， 2016（S1）： 213-215. （in Chinese）

[3] 李永濤，張紅光，陳偉，等.大學(xué)物理實驗課程創(chuàng)新教學(xué)改革

與實踐[J].大學(xué)物理實驗，2021（5）：122-124.

LI Y T， ZHANG H G， CHEN W， et al. Innovation teaching

reform and practice of college physics experiment course

[J]. Physical Experiment of College， 2021（5）： 122-124.

（in Chinese）

[4] 劉悅，周碩，鄭君剛.工科院校物理實驗教學(xué)改革的現(xiàn)狀分析

與對策研究[J].物理通報，2012（3）：65-67.

LIU Y， ZHOU S， ZHENG J G. Analysis and countermeasures

research on the current situation of physics experimental

teaching reform in engineering colleges[J]. Physics Bulletin，

2012（3）： 65-67. （in Chinese）

[5] 樊英杰.“新工科”背景下物理演示與探索實驗的自主開發(fā)與

創(chuàng)新研究[J].實驗技術(shù)與管理，2020（5）：200-202.

FAN Y J. Independent development and innovation of physical

demonstration and exploration experiment under background

of “New engineering”[J]. Experimental Technology

and Management， 2020（5）： 200-202. （in Chinese）

[6] 李明雪.基于創(chuàng)新人才培養(yǎng)的大學(xué)物理實驗五維一體教學(xué)改

革[J].高師理科學(xué)刊，2015（3）：87-90.

LI M X. Five-dimensional teaching reform based on innovative

talents cultivation of college physics experiment teaching[

J]. Journal of Science of Teachers College and University，

2015（3）： 87-90. （in Chinese）

[7] 周珺.以物理實驗課程教改促進(jìn)新工科本科生創(chuàng)新型人才培

養(yǎng)的探索[J].大學(xué)物理實驗，2020（5）：150-152.

ZHOU J. Physics experiment curriculum reform promotes

the exploration of new engineering undergraduate， innovative

talents training[J]. Physical Experiment of College，

2020（5）： 150-152. （in Chinese）

[8] 邱宏，趙雪丹，于明鵬，等.把“薄膜光電導(dǎo)效應(yīng)”引入探究型

實驗教學(xué)[J].大學(xué)物理，2018（5）：57-61.

QIU H， ZHAO X D， YU M P， et al. The research-based

physics experiment： Photoconductivity of the semiconducting

film[J]. College Physics， 2018（5）： 57-61. （in Chinese）

[9] 裴藝麗，張師平，李亞男，等.用四探針平臺測量熱電材料塞

貝克系數(shù)的實驗探索[J].物理與工程，2017（5）：107-109.

PEI Y L， ZHANG S P， LI Y N， et al. Experimental exploration

on testing Seebeck coefficients of thermoelectric materials

used by four-probe platform[J]. Physics and Engineering，

2017（5）： 107-109. （in Chinese）

[10] 吳平，陳森，邱紅梅，等. 理科物理實驗教程：力學(xué)、熱學(xué)、電

磁學(xué)、光學(xué)實驗分冊（第2版）[B]. 清華大學(xué)出版社，2022

年4月.

[11] 牟天鈺，裴藝麗，張師平，等.平面相控陣下微小固體的超聲

波懸浮與移動[J].物理實驗，2022（10）：1-6.

MU T Y， PEI Y L， ZHANG S P， et al. Ultrasonic levitation

and movement of tiny solids in planar phased array[J]. Physics

Experimentation， 2022（10）： 1-6. （in Chinese）

[12] 張燁，張師平，牟天鈺，等.用平面聲波方式實現(xiàn)顆粒懸浮的

理論討論[J].物理與工程，2022（2）：114-121.

ZHANG Y， ZHANG S P， MU T Y， et al. Theoretical

discussion on particle suspension by plane acoustic wave[J].

Physics and Engineering， 2022（2）： 114-121. （in Chinese）

[13] YU S S， WANG C Y， WANG J L， et al. Real-time resistance

characterization of ITO film electrode on flexible substrate

under periodic impact[J]. Materials Science in Semiconductor

Processing， 2022（140）：106388.

[14] 王晨洋，王金龍，于姍姍，等. 一種用電學(xué)特性表征的柔性

薄膜電極疲勞性能測試裝置[P]. CN216285484U.

[15] GUAN H C， XIE Y， XING Y， et al. Simulation study of significant

optical absorption enhancement for “n-i-p” structured

perovskite solar cells with optimized periodic nano texture[J].

Physica B： Condensed Matter， 2022（643）： 414171.

[16] 陳森，何昀，吳平，等. 磁耦合諧振實驗儀[P]. CN209312306U.

[17] XIE Z A， et al. Enhancing power conversion efficiency and

anti-bending ability of flexible perovskite solar cells with

PEDOT：PSS：Li Hole transport layer[J]. Journal of Physics

D： Applied Physics， 2021（54）：455105.

[18] XIE Z A， WU P， CHEN S， et al. Enhancing performance of

tin-based perovskite solar cells by polyvinyl pyrrolidone doping

strategy[J]. Optical Materials， 2022， 129： 112511.

[19] CHEN S， XIE Z A， PEI Y L， et al. PEDOT：PSS：

Zn（NTf2）2 for rigid and flexible “p-i-n” structured perovskite

solar cells： Strategies and applications[J]. Materials

Letters， 2023， 333： 133668.