大學物理ⅢA（二） 教學大綱

PAGEPAGE7《大學物理ⅢA（二）》課程教學大綱一、課程基本信息課程名稱大學物理ⅢA（二）課程編號440020003課程性質(zhì)必修課課程類別學科專業(yè)基礎課開課單位基礎教學部授課學期第一學期學分/學時2.0/32課內(nèi)學時32理論授課32上機學時0課內(nèi)實踐0實驗學時0課外學時32適用專業(yè)工科各專業(yè)是否雙語否先修課程高等數(shù)學后續(xù)課程相關的各專業(yè)課程二、課程簡介《大學物理ⅢA（二）》是工科專業(yè)的學科專業(yè)基礎課，為理論性較強的一門課程。本課程對大學物理知識進行理論講授，通過本課程的學習掌握物理學中靜電場、穩(wěn)恒磁場、電磁感應的基本內(nèi)容和方法，了解經(jīng)典電磁學理論、波動光學的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和前沿，及其對科學發(fā)展和社會進步的促進作用，具備分析和解決一定問題的能力和方法，為今后進一步學習專業(yè)知識，適應新理論、新技術、新工藝、新材料的發(fā)展，參與高新技術研究開發(fā)打好必要的物理基礎。三、課程目標及對畢業(yè)要求指標點的支撐（一）課程目標通過本課程的學習，學生達到以下目標：課程目標1：理解場的概念、電通量的概念、場強和電勢的概念；掌握帶電體形成電場中某點處的場強和電勢的計算方法；掌握場強和電勢疊加原理的應用方法；掌握靜電平衡的原理。培養(yǎng)學生對物理問題抓住主要矛盾，進行合理的簡化，建立相應的物理模型的能力。通過學習物理學的研究方法、物理學的發(fā)展歷史以及物理學家的成長經(jīng)歷等，樹立科學的世界觀，激發(fā)求知熱情、探索精神、創(chuàng)新欲望，以及敢于向舊觀念挑戰(zhàn)的精神。課程目標2：解磁場的無源性與有旋性，理解場的疊加原理；掌握利用畢奧-薩伐爾定律及磁場疊加原理求解載流導體磁場分布規(guī)律的方法；掌握利用安培環(huán)路定理求解磁場分布函數(shù)的方法；掌握安培定律，能夠分析判斷載流回路在磁場中的運動規(guī)律；掌握磁場對運動電荷的作用力公式，能夠分析判斷運動電荷在磁場中的運動規(guī)律。培養(yǎng)學生用連續(xù)函數(shù)描述場的能力以及運用對稱性原理的思想方法分析解決問題的能力。課程目標3：掌握利用法拉第電磁感應定律求解感應電動勢的方法；掌握求解一段運動導體的動生電動勢的方法；理解麥克斯韋關于有旋電場與位移電流假說的物理思想。通過學習和了解法拉第與麥克斯韋對電磁理論的貢獻，能夠在科學的思維方式、與創(chuàng)新思維方式方面得到啟發(fā)、獲益；同時亦能夠?qū)茖W與人文的關系、科學家貢獻社會的方式有更加深入的認識。（二）課程目標對畢業(yè)要求指標點的支撐課程目標支撐畢業(yè)要求指標點畢業(yè)要求課程目標1指標點1：掌握數(shù)學和自然科學知識，能夠?qū)⑵鋺糜诟黝I域的復雜的工程問題。指標點2：問題分析：能夠應用數(shù)學、物理、力學、等自然科學的基本原理，識別、表達、并通過文獻研究分析各種復雜工程問題，以獲得有效結論。工程知識問題分析課程目標2指標點1：掌握數(shù)學和自然科學知識，能夠?qū)⑵鋺糜诟黝I域的復雜的工程問題。指標點2：問題分析：能夠應用數(shù)學、物理、力學、等自然科學的基本原理，識別、表達、并通過文獻研究分析各種復雜工程問題，以獲得有效結論。1-工程知識2-問題分析四、課程基本教學內(nèi)容及對課程目標的支撐（一）課程基本教學內(nèi)容第一單元靜電場（學時數(shù)：12學時）1.課程主要內(nèi)容（1）靜電場的電場強度和電勢的概念；用場的疊加原理來計算簡單帶電系統(tǒng)的場強與電勢的方法。（2）靜電場的高斯定理和環(huán)路定理，理解靜電場的規(guī)律。（3）導體的靜電平衡條件及靜電平衡導體的基本性質(zhì)。（4）電容及電場能量的概念；計算常見電容器的電容和能量的方法。（5）電介質(zhì)的極化過程及物理描述方法。2.重點和難點【重點】重點是靜電場中場強和電勢的概念以及有求解簡單帶電體的場強和電勢的方法；描述靜電場規(guī)律的高斯定理和環(huán)路定理及其應用；靜電平衡的基本原理?！倦y點】難點是微積分在疊加原理中的應用；高斯定理在求解特殊帶電體場強的方法；導體靜電平衡的基本原理在導體靜電平衡問題中的應用。3.教學方法（1）通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學相結合，闡明課程與教學基本原理，豐富學生課程與教學的基本知識結構；（2）通過案例分析，強調(diào)理論與實踐相結合，促進學生知識整合，培養(yǎng)學生的反思能力；（3）通過小組討論，發(fā)展學生的合作能力和校本課程設計能力，強化知識應用意識，發(fā)展學生的教學能力和反思能力。（4）線下預習與課堂教學相結合，提高課堂效率，培養(yǎng)學生的自主學習能力；（5）利用學習通中的筆記簽到、投票、主題討論等互動功能，提高學生的課堂參與度，提升學習質(zhì)量；4.學生學習預期成果1.知識掌握：理解靜電場的有源性與無旋性、理解場的疊加原理；掌握利用電場疊加原理求解連續(xù)帶電體的場強與電勢分布規(guī)律的方法；掌握利用高斯定理求解電場分布函數(shù)的方法；理解導體的靜電性質(zhì)及其應用。2.能力培養(yǎng)：培養(yǎng)學生用連續(xù)函數(shù)描述場的能力以及運用對稱性原理的思想方法分析解決問題的能力；培養(yǎng)學生運用微積分方法解決物理問題的能力。5.支撐課程目標支撐課程目標1第二單元穩(wěn)恒磁場與電磁感應（學時數(shù)：20學時）1.課程主要內(nèi)容（1）磁感應強度的概念，畢奧—薩伐爾定律；用場的疊加原理來計算一些簡單問題中的磁感應強度。（2）穩(wěn)恒磁場的規(guī)律——磁場高斯定理和安培環(huán)路定理；用安培環(huán)路定理計算磁感應強度的條件和方法。（3）安培定律和洛倫茲力公式；計算簡單幾何形狀的載流導線所受的安培力；分析帶電粒子在均勻電場和磁場中的運動規(guī)律。（4）電動勢的概念。（5）楞次定律、法拉第電磁感應定律；動生電動勢和感生電動勢的本質(zhì)，有旋電場的概念；計算簡單的動生電動勢及感生電動勢。2.重點和難點【重點】重點是利用疊加原理和環(huán)路定理計算磁感應強度；利用疊加原理計算電流產(chǎn)生的安培力；選擇合適的方法計算感應電動勢?！倦y點】難點是微積分運算在疊加原理中的應用。3.教學方法（1）通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學相結合，闡明課程與教學基本原理，豐富學生課程與教學的基本知識結構；（2）通過案例分析，強調(diào)理論與實踐相結合，促進學生知識整合，培養(yǎng)學生的反思能力；（3）通過小組討論，發(fā)展學生的合作能力和校本課程設計能力，強化知識應用意識，發(fā)展學生的教學能力和反思能力。（4）線下預習與課堂教學相結合，提高課堂效率，培養(yǎng)學生的自主學習能力；（5）利用學習通中的筆記簽到、投票、主題討論等互動功能，提高學生的課堂參與度，提升學習質(zhì)量；4.學生學習預期成果（1）知識掌握：理解磁場的無源性與有旋性，理解場的疊加原理；掌握利用畢奧-薩伐爾定律及磁場疊加原理求解載流導體磁場分布規(guī)律的方法；掌握利用安培環(huán)路定理求解磁場分布函數(shù)的方法；掌握安培定律，能夠分析判斷載流回路在磁場中的運動規(guī)律；掌握磁場對運動電荷的作用力公式，能夠分析判斷運動電荷在磁場中的運動規(guī)律；掌握利用法拉第電磁感應定律求解感應電動勢的方法；掌握求解一段運動導體的動生電動勢的方法；理解麥克斯韋關于有旋電場與位移電流假說的物理思想；了解靜電場與有旋電場的區(qū)別；掌握應用微積分解決空間磁場分布問題的方法。（2）能力培養(yǎng)：培養(yǎng)學生用連續(xù)函數(shù)描述場的能力以及運用對稱性原理的思想方法分析解決問題的能力。5.支撐課程目標支撐課程目標2（二）課程基本教學內(nèi)容對課程目標的支撐課程教學內(nèi)容教學方法支撐的課程目標學時安排課內(nèi)課外學時比例第一單元靜電場講授法、案例教學、小組討論、線上線下混合教學課程目標1121：1第二單元穩(wěn)恒磁場與電磁感應講授法、案例教學、小組討論、線上線下混合教學課程目標2201：1合計321：1五、課程考核及對課程目標的支撐（一）課程考核課程的考核以考核學生能力培養(yǎng)目標的達成為主要目的，以檢查學生對各知識點的掌握程度和應用能力為重要內(nèi)容，學期總評成績使用百分制評定，由兩部分構成：平時成績，占比40%；期末考試成績，占比60%。課程成績構成（百分制）課程成績構成比例考核環(huán)節(jié)考核環(huán)節(jié)與考核/評價細則平時成績40%作業(yè)、測驗等平時成績可由作業(yè)（十分制）（不少于8次）、測驗（十分制）（不少于2次）、課堂表現(xiàn)（十分制）、線上學習（十分制）等環(huán)節(jié)按比例構成，具體選擇環(huán)節(jié)和構成比例由任課教師自行確定。評價細則：1.作業(yè)：單次作業(yè)滿分10分，取平均值。2.測驗：按評分標準打分，滿分10分，取平均值。3.課堂表現(xiàn)：由課上互動、主題討論、筆記簽到等環(huán)節(jié)獲得積分，最高者折合10分，其余按比例折合。4.線上學習：完成任務點學習，滿分10分。期末考試60%閉卷考試（1）卷面成績100分，閉卷考試，以卷面成績的70%計入課程總評成績。（2）主要考核應用質(zhì)點力學、靜電場等綜合物理知識分析解決物理問題；主要考查學生對物理學的基本概念、定理定律和物理方法的理解與運用等；考查學生應用數(shù)學工具解決物理問題的能力。考試題型為：選擇題、填空題、計算題和問答題（或者判斷題）等。（3）期末考試按照試卷的標準答案評定成績。（二）課程考核對課程目標的支撐教學內(nèi)容考核內(nèi)容考核方式支撐的課程目標第一單元靜電場1-1場強、電勢的概念1-2疊加原理在求解帶電體場強和電勢中的應用1-3描述靜電場特征的高斯定理和環(huán)路定理及其應用1-4導體靜電平衡問題的解決1-5電容的概念及電容器的應用作業(yè)、測驗、期末考試課程目標1第二單元穩(wěn)恒磁場與電磁感應2-1磁感應強度的概念，畢奧—薩伐爾定律；用場的疊加原理來計算一些簡單問題中的磁感應強度。2-2穩(wěn)恒磁場的規(guī)律——磁場高斯定理和安培環(huán)路定理；用安培環(huán)路定理計算磁感應強度的條件和方法。2-3安培定律和洛倫茲力公式；計算簡單幾何形狀的載流導線所受的安培力；分析帶電粒子在均勻電場和磁場中的運動規(guī)律。2-4電動勢的概念。2-5楞次定律、法拉第電磁感應定律；動生電動勢和感生電動勢的本質(zhì)，有旋電場的概念；計算簡單的動生電動勢及感生電動勢。作業(yè)、測驗、期末考試課程目標2六、使用教材、相關推薦書目及課程資源（一）使用教材馬文蔚主編：《物理學》上、下冊，高等教育出版社，2020年10月第七版。（二）相關推薦書目1、盧德馨等．大學物理學（第二版）．北京：高等教育出版社，2003年2、馬文蔚等．物理學（第六版）．北京：高等教育