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第1章　演绎创新思维法1

1.1　逆向思维法1

1.1.1　功能倒逆3

1.1.2　结构倒逆4

1.1.3　因果关系倒逆4

1.1.4　缺点逆用5

1.2　置换思维法5

1.3　移植思维法6

1.3.1　方法移植6

1.3.2　原理移植7

1.3.3　材料移植7

1.3.4　结构移植8

1.3.5　功能移植8

1.4　分析思维法9

1.5　综合思维法10

1.6　类比创新法11

1.6.1　类比思维法11

1.6.2　模拟思维法12

1.7　联想创新法13

1.7.1　相似联想14

1.7.2　接近联想15

1.7.3　对比联想16

1.7.4　因果联想16

1.7.5　强制联想17

1.7.6　培养、提高联想能力的方法18

第2章　非逻辑创新思维法21

2.1　想象21

2.1.1　发散思维法23

2.1.2　迂回思维法26

2.1.3　智力激励法29

2.1.4　信息交合法31

2.2　直觉思维34

2.2.1　主要特点34

2.2.2　功能作用35

2.2.3　直觉的训练36

2.3　灵感38

2.3.1　灵感的定义及其基本特征38

2.3.2　如何引发灵感40

2.3.3　引发灵感时常用的基本方法41

第3章　创造技法简介43

3.1　创造技法的概念43

3.2　创造技法的原理43

3.3　创造技法的特点44

3.4　创造的基本法则44

3.4.1　综合法则45

3.4.2　移植法则45

3.4.3　置换法则46

3.4.4　对应法则47

3.4.5　换向法则47

3.4.6　变化法则48

3.4.7　群体法则48

3.5　常用创造技法介绍48

3.5.1　组合法48

3.5.2　置换法49

3.5.3　移植法51

3.5.4　类比法52

3.5.5　检核表法57

3.5.6　列举法59

3.5.7　新技术应用法61

3.5.8　自然现象探求法62

第4章　设计创新型实验与创新人才的培养63

4.1　正确理解创新型人才的内涵63

4.2　破除枷锁，大胆创新64

4.3　创新人才应该培养的几种素养68

4.4　实验教学中要突出创新人才的培养73

4.5　科学素质与设计创新型物理实验的关系77

第5章　测量不确定度与设计创新型实验79

5.1　测量79

5.1.1　直接测量、间接测量与组合测量79

5.1.2　等精度测量与非等精度测量80

5.2　误差及其分类80

5.3　测量的精密度、准确度、精确度82

5.4　测量结果的最佳值与随机误差的估算83

5.4.1　随机误差的统计规律83

5.4.2　算术平均值83

5.4.3　随机误差的表示法84

5.4.4　随机误差的估算85

5.5　判别和剔除具有粗大误差（坏值）的数据87

5.6　非等精度测量89

5.6.1　“权”的概念和加权平均值89

5.6.2　“权”和精度参数的关系90

5.6.3　加权平均值？的精度参数？92

5.7　仪器误差93

5.7.1　仪器的示值误差限93

5.7.2　仪器的标准误差94

5.7.3　仪器的灵敏阈95

5.8　测量结果的不确定度评定95

5.8.1　测量不确定度的基本概念96

5.8.2　不确定度的分量96

5.8.3　不确定度的合成97

5.8.4　直接测量量的标准不确定度Uc（x）97

5.8.5　间接测量量的不确定度评定101

5.9　不确定度理论在设计创新型实验中的应用107

5.9.1　分析确定最有利的测量条件107

5.9.2　分析和选择实验方案与测量方法111

5.9.3　用不确定度理论指导测量仪器的选择114

5.9.4　用不确定度理论评价实验结果117

第6章　设计创新型物理实验中常用的数据处理方法119

6.1　列表法119

6.2 图示法120

6.3　图解法123

6.4　平均值法126

6.5　用最小二乘法求经验公式127

6.5.1　一元线性回归（又称直线拟合）128

6.5.2　二元线性回归137

6.5.3　可化为线性回归的非线性回归143

6.6　求周期性经验公式144

6.6.1　谐波分析法的基本原理144

6.6.2　6点坐标法145

6.6.3　用计算机求解周期性经验公式简介147

6.7　逐差法148

6.8　用计算机软件处理实验数据简介150

6.8.1　用Excel软件处理实验数据150

6.8.2　用Origin软件处理实验数据简介154

6.8.3　用Matlab语言处理实验数据简介157

6.9　实验结果的正确表达方式158

第7章　力学、热学设计创新型实验159

7.1　单摆实验研究与讨论159

7.2　气轨上碰撞实验研究与讨论164

7.3　物体密度的测量研究与讨论171

7.4　牛顿第二定律实验研究与讨论176

7.5　金属比热容测定实验研究与讨论179

7.6　部分力学、热学设计创新型实验项目183

7.6.1　用光杠杆法测定物质的微小形变量183

7.6.2　用作图法测定刚体的转动惯量183

7.6.3　用作图法测定不良导体导热过程中稳定点183

7.6.4　用弦音仪测定弦上传播的横波的波速183

7.6.5　超声波频率的测量184

7.6.6 自选实验项目184

第8章　电磁学设计创新型实验185

8.1　伏安法测电阻实验的讨论185

8.1.1　伏安法测线性电阻的讨论185

8.1.2　二极管伏安特性测绘实验的讨论190

8.2　软磁材料磁滞回线的测绘与讨论193

8.3　霍尔效应及应用实验的讨论198

8.4　惠斯通电桥测定电阻实验的讨论203

8.5　用双电桥测低电阻实验的讨论207

8.6　部分电学、磁学设计创新型实验项目213

8.6.1　组装欧姆表213

8.6.2　用电位差计校准电流表214

8.6.3　用补偿法测量电流214

8.6.4　用示波器测量电容214

8.6.5　用霍尔效应测量通电线圈的匝数214

8.6.6 自选实验项目214

第9章　光学与近代物理设计创新型实验216

9.1　测量透明物质折射率的设计创新型实验研究216

9.1.1　等厚干涉法测量溶液浓度和折射率216

9.1.2　用掠入射法测量介质折射率218

9.1.3　利用分光计测定液体折射率220

9.1.4　利用迈克耳孙干涉仪测量液体折射率222

9.1.5　利用迈克耳孙干涉仪测量薄膜厚度和折射率224

9.1.6　利用全息光栅测量薄透镜的焦距和折射率225

9.2　测量电子比荷的设计创新型实验研究228

9.2.1　磁聚焦法测量电子的比荷228

9.2.2　磁控管法测量电子的比荷232

9.2.3　塞曼效应测量电子的比荷236

9.3　部分光学、近代物理设计创新型实验项目240

9.3.1　多种方法测量透明液体的折射率240

9.3.2　多种方法测量半圆形透明玻璃砖的折射率241

9.3.3　光栅特性的研究242

9.3.4　用自准直法测凹透镜焦距243

9.3.5　利用干涉法测定介质折射率243

9.3.6　利用分光计做双棱镜干涉实验244

9.3.7　衍射现象的研究245

9.3.8　偏振现象研究245

9.3.9　双棱镜干涉现象的研究246

9.3.10　利用等边三棱镜测量液体折射率247

9.3.11　利用全息实验台制作全息光栅248

9.3.12　利用迈克耳孙干涉仪制作全息光栅248

第10章　综合设计创新型实验250

10.1　非电学量电测的设计创新型实验研究250

10.1.1　非电量电测技术250

10.1.2　用金属热电阻测温度252

10.1.3　用光纤传感器测量振幅和转速253

10.1.4　霍尔法测磁场的改进254

10.1.5　利用电涡流传感器测量位移255

10.2　测量微小长度及其改变量的设计创新型实验研究256

10.2.1　用光杠杆法测量微小长度改变量256

10.2.2　用迈克耳孙干涉仪测量微小长度改变量258

10.2.3　用光纤位移法测量微小长度260

10.2.4　用莫尔条纹测微小长度改变量262

10.2.5　用快门测定狭缝微小宽度264

10.2.6　各种测量方法的优缺点分析266

10.3　部分综合设计创新型实验项目268

10.3.1　泰曼-格林干涉仪观察火焰场温度分布268

10.3.2　细丝直径的测量268

10.3.3　非补偿法测电源的电动势与内阻268

10.3.4　可溶性物质体积的测量269

10.3.5　光纤位移传感器的测速应用269

10.3.6　利用迈克耳孙干涉仪测压电陶瓷的伸缩系数270

10.3.7　用多种方法测量物质表面粗糙度271

10.3.8　自由选题项目272

第11章　一种新的物理实验数据分析方法介绍273

11.1　PAW数据分析和数据表示的流程图273

11.2　PAW程序的实例和说明276

11.3　用PAW分析E941高能实验数据299

参考文献307