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《大學(xué)物理C》教學(xué)大綱課程編號(hào):10181013英文名稱:CollegePhysicsC學(xué)分:4學(xué)時(shí):總學(xué)時(shí)64學(xué)時(shí)先修課程:大學(xué)物理預(yù)修,高等數(shù)學(xué)課程類別:通識(shí)教育課程授課對(duì)象:電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)本科生教學(xué)單位:數(shù)理信息學(xué)院修讀學(xué)期:第2學(xué)期一、課程描述和目標(biāo)本課程講授物理學(xué)中力學(xué)、電磁學(xué)部分的基本知識(shí),以及處理這些問題的基本方法。通過本課程的學(xué)習(xí),能使學(xué)生掌握力學(xué)和電磁學(xué)部分的基本知識(shí)內(nèi)容,部分具備學(xué)習(xí)其它課程所需的基礎(chǔ)知識(shí),同時(shí)也能使學(xué)生初步感悟到微積分知識(shí)在物理問題中的具體運(yùn)用以及在分析問題和解決問題能力方面得到培養(yǎng),為學(xué)生樹立科學(xué)的世界觀,增強(qiáng)探索精神和創(chuàng)新意識(shí)等方面奠定基礎(chǔ)。課程目標(biāo)1:正確理解力學(xué),電磁學(xué)等方面的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí),掌握力,運(yùn)動(dòng),動(dòng)量,能量,電場(chǎng)強(qiáng)度,電勢(shì)的計(jì)算。課程目標(biāo)2:掌握運(yùn)用數(shù)學(xué)模型描述和分析物理學(xué)問題的方法,培養(yǎng)使用物理模型描述和分析實(shí)際問題能力,夯實(shí)其他自然學(xué)科學(xué)習(xí)基礎(chǔ)。課程目標(biāo)3:提高獨(dú)立獲取知識(shí)的能力、科學(xué)觀察和思維的能力、分析問題和解決問題的能力。提高求實(shí)精神、創(chuàng)新意識(shí)、科學(xué)美感等綜合科學(xué)素質(zhì)。二、課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)權(quán)重1.1能將數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程科學(xué)的語言工具和專業(yè)知識(shí)用于工程問題的表述;課程目標(biāo)1H1.4能夠?qū)⑾嚓P(guān)知識(shí)和數(shù)學(xué)模型方法用于電氣工程相關(guān)領(lǐng)域?qū)I(yè)工程問題解決方案的比較與綜合。課程目標(biāo)2M2.2能基于電路、電氣、電力等相關(guān)科學(xué)原理和數(shù)學(xué)模型方法正確表達(dá)電氣工程相關(guān)領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題;課程目標(biāo)3M三、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配序號(hào)教學(xué)內(nèi)容基本要求及重、難點(diǎn)(含德育要求)學(xué)時(shí)教學(xué)方式對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)1緒論物理學(xué)在自然科學(xué)、工程技術(shù)中的地位與作用。物理學(xué)與各專業(yè)之間的關(guān)系。物理學(xué)在人才培養(yǎng)中的重要作用了解物理學(xué)在自然科學(xué)、工程技術(shù)中的地位與作用,基本了解物理學(xué)與本專業(yè)之間的關(guān)系,初步認(rèn)識(shí)物理學(xué)在應(yīng)用型人才培養(yǎng)中的重要作用。(對(duì)于第一學(xué)期修讀的專業(yè),增加數(shù)學(xué)預(yù)修知識(shí)補(bǔ)充,提供線上視頻約4課程內(nèi)容)4教師講授小組討論,課程目標(biāo)12力和運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述;求解運(yùn)動(dòng)學(xué)問題舉例;圓周運(yùn)動(dòng);牛頓定律及其應(yīng)用基本要求:了解物理模型的基本特點(diǎn),質(zhì)點(diǎn)模型的建立;掌握描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律;掌握用矢量運(yùn)算、微積分運(yùn)算的方法求解兩類運(yùn)動(dòng)學(xué)問題;掌握?qǐng)A周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,以及切向加速度和法向加速度的概念;熟悉自然坐標(biāo)系和平面極坐標(biāo)系;掌握簡(jiǎn)單變力作用下的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律。重點(diǎn):位置矢量和位移、速度和加速度、切向加速度和法向加速度。難點(diǎn):用矢量運(yùn)算、微積分運(yùn)算的方法求解運(yùn)動(dòng)學(xué)問題、自然坐標(biāo)系下的速度的加速度。德育元素:邏輯思維能力8教師講授小組討論,課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)33動(dòng)量功和能動(dòng)量沖量動(dòng)量定理;質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理;動(dòng)量守恒定律;動(dòng)能定理;保守力與非保守力;機(jī)械能守恒定律基本要求:熟悉動(dòng)量和沖量的概念,掌握功和能的計(jì)算,掌握保守力與非保守力的特點(diǎn),熟悉質(zhì)點(diǎn)與質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律,掌握質(zhì)點(diǎn)與質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)能定理、質(zhì)點(diǎn)系的功能原理和機(jī)械能守恒定律。重點(diǎn):動(dòng)量定理及動(dòng)量守恒定律,保守力做功特點(diǎn)及其勢(shì)能,動(dòng)能定理以及機(jī)械能守恒定律。難點(diǎn):沖量及其計(jì)算,變力做功計(jì)算,質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)能定理。德育元素:邏輯思維能力10教師講授小組討論線上交流課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)34剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng);定軸轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力學(xué);角動(dòng)量及其守恒定律;定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理;基本要求:了解剛體轉(zhuǎn)動(dòng)的基本規(guī)律,掌握角量和線量的關(guān)系,掌握力矩和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的概念,掌握剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)定律及其應(yīng)用;掌握角動(dòng)量定理和角動(dòng)量守恒定律,了解剛體轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理。重點(diǎn):力矩和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的概念,剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)定律,角動(dòng)量以及角動(dòng)量守恒定律。難點(diǎn):力矩的計(jì)算,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算,角動(dòng)量以及角動(dòng)量定理。德育元素:邏輯思維能力8教師講授小組討論線上交流課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)35真空中的靜電場(chǎng)電荷庫侖定律;電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度;高斯定理;電勢(shì);基本要求:了解電荷、電荷守恒定律、電量及其量子化概念,熟悉庫侖定律,掌握電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度的概念,熟悉電場(chǎng)線、等勢(shì)面的概念,掌握靜電場(chǎng)的高斯定理及其應(yīng)用;掌握靜電場(chǎng)力做功和靜電場(chǎng)的環(huán)路定理,掌握電勢(shì)及其計(jì)算。重點(diǎn):電場(chǎng)強(qiáng)度,高斯定理,靜電場(chǎng)的環(huán)路定理,電勢(shì)。難點(diǎn):電場(chǎng)的概念,電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算,靜電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的關(guān)系,電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)梯度的關(guān)系。德育元素:分析推理能力10教師講授,小組討論,線上交流課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)36靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體;電容和電容器;靜電場(chǎng)的能量;基本要求:了解導(dǎo)體的靜電平衡條件及靜電平衡導(dǎo)體的基本性質(zhì),掌握形狀規(guī)則導(dǎo)體表面電荷面密度、空間場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)的計(jì)算;掌握孤立導(dǎo)體、平行板電容器、球形電容器、圓柱形電容器電容的計(jì)算;了解靜電場(chǎng)的能量。重點(diǎn):導(dǎo)體的靜電平衡條件,形狀規(guī)則導(dǎo)體表面電場(chǎng)分布,平行板電容器、球形電容器、柱形電容器電容的計(jì)算,靜電場(chǎng)能量。難點(diǎn):靜電平衡時(shí)導(dǎo)體上的電荷分布以及導(dǎo)體表面的電場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算,電介質(zhì)的極化以及極化電荷,靜電場(chǎng)能量的計(jì)算。德育元素:分析推理能力6教師講授,小組討論,線上交流課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)37恒定磁場(chǎng)恒定電流;電源電動(dòng)勢(shì);磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度;畢奧-薩伐爾定律;磁場(chǎng)的高斯定理;安培環(huán)路定理及其應(yīng)用;帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng);磁場(chǎng)對(duì)載流導(dǎo)線的作用;基本要求:了解恒定電流和電源電動(dòng)勢(shì)的定義;了解磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義方法,掌握畢奧—薩伐爾定律,掌握磁感線的概念和磁通量的物理意義,了解磁場(chǎng)的高斯定理,熟悉安培環(huán)路定理的物理意義并掌握用安培環(huán)路定理計(jì)算某些具有對(duì)稱性載流導(dǎo)體產(chǎn)生的磁場(chǎng)分布;熟悉洛侖茲力的概念,掌握帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,掌握安培定律以及載流線圈的磁矩和磁力矩的概念。重點(diǎn):畢奧—薩伐爾定律及其應(yīng)用,磁通量及其計(jì)算,安培環(huán)路定理及其應(yīng)用,安培定律以及安培力的計(jì)算。難點(diǎn):畢奧—薩伐定律及其應(yīng)用,矢量積分。德育元素:分析推理能力10教師講授小組討論課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)38電磁感應(yīng)法拉第電磁感應(yīng)定律;動(dòng)生電動(dòng)勢(shì);感生電動(dòng)勢(shì);自感和互感;磁場(chǎng)的能量;基本要求:了解法拉第電磁感應(yīng)定律及其物理意義,掌握動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)的概念以及計(jì)算,了解感生電場(chǎng)的基本性質(zhì),了解自感,了解磁場(chǎng)的能量。重點(diǎn):法拉第電磁感應(yīng)定律及其電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算,動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)的概念及其計(jì)算,磁場(chǎng)能量的計(jì)算。難點(diǎn):導(dǎo)體在非均勻磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算,感生電場(chǎng)的概念及計(jì)算和感生電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算,互感。德育元素:分析推理能力6教師講授小組討論課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)39狹義相對(duì)論簡(jiǎn)介近代物理簡(jiǎn)介基本要求:了解伽利略變換式以及牛頓力學(xué)相對(duì)性原理遇到的困難。理解狹義相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè)。了解狹義相對(duì)論中同時(shí)的相對(duì)性,以及長度收縮和時(shí)間延緩的概念;了解熱輻射和黑體的概念,了解黑體單色輻出度與波長的關(guān)系,了解普朗克能量子假說及其意義;了解光電效應(yīng)及愛因斯坦光子理論對(duì)這兩個(gè)效應(yīng)的解釋,了解光的波粒二象性;理解德布羅意波假設(shè),了解實(shí)物粒子的波粒二象性;(注:本章為了解性內(nèi)容,提供線上視頻約6課時(shí)作為課外拓展,折合等效課時(shí)為2)德育元素:分析推理能力2教師講授小組討論線上交流課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3合計(jì)64四、課程教學(xué)方法課堂集中講授、小組討論、線上教學(xué)、線上作業(yè)交流、習(xí)題課,慕課等教學(xué)方式五、學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)和課程考核(一)考核方式及具體要求1.課程成績(jī)構(gòu)成與要求課程考核注重形成性和終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合,考核內(nèi)容主要由平時(shí)作業(yè)、章節(jié)測(cè)試、期末考核組成,均按百分制計(jì)算,其中平時(shí)成績(jī)占20%,章節(jié)測(cè)試占20%,期末考核占60%。序號(hào)教學(xué)環(huán)節(jié)課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3合計(jì)1平時(shí)作業(yè)10102章節(jié)測(cè)試55103期中考試1082204期末考核3024660課程目標(biāo)對(duì)應(yīng)分值503416100(二)考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)1.平時(shí)成績(jī)考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分值觀測(cè)點(diǎn)90-100分70-89分60-69分0-59分作業(yè)按時(shí)完成,90%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全,基本知識(shí)點(diǎn)理解、掌握到位。按時(shí)完成,70%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全,基本知識(shí)點(diǎn)理解、掌握較到位。延時(shí)完成,60%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全,基本知識(shí)點(diǎn)理解、掌握基本到位。不交和補(bǔ)交,50%以下的作業(yè)內(nèi)容齊全,基本知識(shí)點(diǎn)理解、掌握有偏差。2.章節(jié)測(cè)試與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)章節(jié)測(cè)試根據(jù)測(cè)試題目及評(píng)分標(biāo)注進(jìn)行打分(百分制)。3.期中試卷考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)課程目標(biāo)及教學(xué)內(nèi)容,設(shè)計(jì)期中考核試題,綜合檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)課程相關(guān)知識(shí)的掌握、綜合應(yīng)用及解決復(fù)雜問題的能力,根據(jù)考試題目設(shè)計(jì)相應(yīng)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。3.期末試卷考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)課程目標(biāo)及教學(xué)內(nèi)容,設(shè)計(jì)期末考核試題,綜合檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)課程相關(guān)知識(shí)的掌握、綜合應(yīng)用及解決復(fù)雜問題的能力,根據(jù)考試題目設(shè)計(jì)相應(yīng)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。六、教材與參考書(一)推薦教材1.《大學(xué)物理》,葉偉國編,北京郵電大學(xué)出版社,2020年1月第1版2.《物理學(xué)》(上、下冊(cè)),馬文蔚改編,高等教育出版社,2014年7月第6版(二)參考資料1.《物理學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)》,馬文蔚等主編.高等教育出版社,2006年7月第5版2.《物
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