全国大学生物理实验竞赛（创新赛）的宏观目标是：激发学生的学习兴趣和学习潜能；培养创新能力与实践能力；培养团队协作意识与综合素质；深化物理实验教学改革与提高物理实验教学质量。对标宏观目标的实现，具体到内涵，创新赛的微观目标体现在竞赛的要求和评判标准。

   命题类的题目由竞赛组委会提供，主要是物理教学中遇到的须由实验展示的物理现象、物理规律或物理性质的研究及其应用，能考察大学生综合能力、实践能力与创新能力的若干命题，一般提前半年予以公布。例如 2021 年的命题题目为：虹与霓的设计再现；流体粘滞系数的测量；随机研究；热形变特性与应用；磁场的产生及应用。命题类的要求和考核规范方式为：含研究报告、PPT 和介绍视频等，主要包括（1）描述对题意的理解，目标定位；（2）实验原理和实验设计方案（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、精度、响应时间等）；（7）创新点；（8）结论与展望；(9)实物装置规格（尺寸，重量）、成本和使用条件及配套要求。

   自选类主要是实验仪器制作、改进，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/规律更直观、拓宽可研究/应用的范围等。自选类的要求和考核规范方式为实验报告、PPT、介绍视频各一份，其中必须包含以下要点：（1）作品的目标定位；（2）仪器的工作原理与具体的实验方案或者应用场景；（3）仪器的制作/实现过程；（3）典型的实验数据与相关的分析;（4）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；（5）结论（6）参赛队伍（不含指导老师）对作品的具体贡献；（7）实验仪器说明文档（规格、尺寸、重量等，完成仪器所需的成本）。

   无论从命题类还是从自选类的考核的要求上看，全国大学生物理实验竞赛（创新赛）项目都彻底改变了传统本科物理实验教学的那种按照课本上的实验原理和实验步骤以及给定的仪器设备一步一步完成实验的实践教学模式，要求学生在教师的指导下合理选择实验原理、排除环境影响设计实验模型、搭建或制作实验设备与装置、制定实验方案、完成实验项目、评估实际的实验效果并予以推荐。这种全程参与式实际工程式的实践教学方式把学生综合运用知识的能力、创新实践能力以及组织协调能力充分地调动起来了。在这样的实践中，学生即是学习者、实践者更是研究者；即是建筑的施工者又是建筑的设计者！

   二、实验教学改革的具体举措

  1、 强规范、强基础

  物理学教学最直接的目的是，培养学生掌握物理学的基础理论和原理、基本技能和技巧。物理实验仪器操作规范科学熟练、实验室章程熟悉、实验过程掌握是具
有良好基本技能和技巧的表现，是从事物理学研究和科技创新能力的基础。每一个分支的物理学实验都可分为基础物理实验与综合或研究类物理实验。要像哈尔滨工
业大学的校训“规格严格，功夫到家”那样，在基础物理实验教学中，要求指导教师按规范化的教学章程指导学生实验，严格要求按课本/实验指南、按照提供的实验仪器和操作说明、按照实验内容和给定的实验步骤由学生一步接一步一丝不苟地完成实验；从实验目的、实验原理、实验仪器、实验操作步骤、实验数据记录与处理、实验测量的不确定度、实验误差与分析上科学规范实验报告撰写。。实验指导教师在每次实验（3课时）近半个小时的讲授中，要改变之前那种讲讲实验原理、讲讲实验步骤与要求，只知其然不知其所以然的教学方式，而是要让学生明白实验原理中包含的所要研究的物理现象\物理量之间的关系与原理成立的物理环境； 明白实验仪器之所以如此选择、实验平台之所以如此搭建；明白实验步骤之所以如此设计是如何让物理平台制造出体现实验原理的物理过程，并对物理现象或物理量进行观察和测量的；要让学生懂得实验的步骤、实验的注意事项和数据处理方式是如何较好地减少系统误差与偶然误差影响的道理；在有的实验中也要让学生懂得如何利用线性化的技巧绕过其它物理量或该平台仪器无法测量的物理量实现所需物理量的观测的；让学生理解各种放大技术在对微小变量观测中的运用，以及传感器技术等现代技术如何运用于对稍瞬即逝现象的捕捉或在对无法直接观测的物理量的测量方面的运用。

   2、开放、创新

   创新实践与创新成果依赖于创新的土壤。严格规范的基础物理实验训练学生获得到家的功夫，那么综合性、研究性实验则为学生进行创新提供实践土壤。做到从实验仪器、实验方案与实验操作步骤甚至到实验原理的全开放，让学生在众多问题中找原理、思对策、设方案、寻器材、搭平台并完成实验任务，是综合性、研究性实验的最终过度。综合性、研究性实验是培养探究式学习、项目学习、从做中学、实践学、问题导向学的教学实践，既是学生综合运用知识解决问题的训练更是进行科学研究的实践。要改革只在高年级甚至只在毕业论文/毕业设计阶段才进行综合性、研究性实验的教学，或者在相关的实训环节虽有综合性、研究性实验内容但一般是按指定的实验原理和器材组装或焊装成器的缺少研究与探究元素的技术培训教学。在力学实验、热学实验、电磁学实验、光学实验、近代物理实验、电工与电子技术实验、金工实训、电子技术实训等实践课程教学中，每门实验每类实训不论年级不论专业，在基础实验内容的基础上要安排 1～2 个综合性或研究性的实验内容（有一定的开放性），形成基础与综合/研究并存的实验课程体系，让科研思维、科研实践贯穿大学学习的始终，打破思维的禁锢，在开放的“学习”与“研究”实践中激发灵感收获创新。

   3、加强实验教学团队建设、提高业务水平

   全国大学生物理实验竞赛（创新赛）的参赛作品是一个小型的科技创新实践的工程项目，既包括创新的设计原理与方案，也包含体现实验创新手段的实验装置及指标， 更要提供该设计实验能展示的真实而准确度高的测试结果或明显的观测现象。实验原理创新意味着项目团队要有较深的理论功底和广博的知识储备，才能从不同的物理事件或角度凝思出新的实验原理。实验手段的创新则要求项目团队有较丰富的现代实验仪器操作使用经验、对现代测控技术有比较全面的了解、拥有较强的仪器开发制作能力，才能根据实验原理合理选择甚至制作实验仪器，从而科学设计出实验方案、搭建实验平台，运用传感器技术、自控技术、计算机接口技术等现代测量技术对稍瞬即逝的现象进行捕捉，对肉眼难以分辨的微小变量或无法直接观测的物理量通过光电、热电、声电、压电等传感器和数模转换技术、计算机接口技术甚至利用蓝牙技术、智能手机与 4G\5G 等网络技术进行观测和数据处理。优秀的参赛作品必是原理新、方案优、实验效果好、技术水平高，创新足的作品。这样的作品是集师生集体智慧和汗水，经过师生至少半年时长的项目攻关完成的工程项目，是联系教师间、学生间、师生间的纽带和交流沟通的平台，是教师们师生们的凝心剂，也是为各实验指导教师与理论课教师通力合作搭建的舞台。形成①物理理论扎实的教师与实验技术强的教师联合、②实践教学经验丰富的老教师与年轻教师联合、③力学热学电磁光学实验教师与近代物理实验教师或电力电子计算机教师联合等多种形式的组织方式参与指导。

   通过一件件作品（参赛项目）、一年一年的多方参与，定能改变物理学科教师散兵游勇、各自为政的状况，理论联系实际、理论与技术结合、以老带新、以强扶弱、以长补短、相互协同，在永不停歇的作品创作的共同科技创新实践中增亲情、促进团队建设！