大學(xué)物理ⅢA（一） 教學(xué)大綱

PAGEPAGE7《大學(xué)物理ⅢA（一）》課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱大學(xué)物理ⅢA（一）課程編號(hào)440020002課程性質(zhì)必修課課程類別學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課開課單位基礎(chǔ)教學(xué)部授課學(xué)期第二學(xué)期學(xué)分/學(xué)時(shí)2.0/32課內(nèi)學(xué)時(shí)32理論授課32上機(jī)學(xué)時(shí)0課內(nèi)實(shí)踐0實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)0課外學(xué)時(shí)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(xué)后續(xù)課程相關(guān)的各專業(yè)課程二、課程簡(jiǎn)介《大學(xué)物理ⅢA（一）》是工科專業(yè)的學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課，為理論性較強(qiáng)的一門課程。本課程對(duì)大學(xué)物理知識(shí)進(jìn)行理論講授，通過本課程的學(xué)習(xí)掌握物理學(xué)中牛頓力學(xué)、振動(dòng)和波的基本內(nèi)容和方法，了解牛頓力學(xué)、振動(dòng)和波的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和前沿，及其對(duì)科學(xué)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的促進(jìn)作用，具備分析和解決一定問題的能力和方法，為今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)，適應(yīng)新理論、新技術(shù)、新工藝、新材料的發(fā)展，參與高新技術(shù)研究開發(fā)打好必要的物理基礎(chǔ)。三、課程目標(biāo)及對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐（一）課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生達(dá)到以下目標(biāo)：課程目標(biāo)1：掌握質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)的描述方法；并通過質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述方法理解運(yùn)動(dòng)參考量之間的關(guān)系；進(jìn)而掌握質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)問題的通用解決方法。通過學(xué)習(xí)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)研究方法，讓學(xué)生掌握通過觀察、分析、演繹、歸納、科學(xué)抽象、類比聯(lián)想等方法有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和提出問題，并對(duì)所涉問題有一定深度的理解，判斷研究結(jié)果的合理性的能力。通過這部分知識(shí)的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)通過微積分的思想去解決實(shí)際問題的能力。通過歸納總結(jié)提出運(yùn)動(dòng)學(xué)問題的解決方案的過程，培養(yǎng)追求真理的勇氣，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和刻苦鉆研的作風(fēng)。課程目標(biāo)2：了解質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)的概念；掌握解決質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)問題的三種解決方案：牛頓定律加質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)的方案、動(dòng)量和沖量的解決方案和功和能的解決方案并熟練掌握這三種方案中所包含的定理和定律；理解沖量的概念、功的概念、勢(shì)能的概念和機(jī)械能的概念。培養(yǎng)學(xué)生能夠根據(jù)質(zhì)點(diǎn)或者質(zhì)點(diǎn)系的特征、性質(zhì)以及實(shí)際情況，抓住主要矛盾，進(jìn)行合理的簡(jiǎn)化，建立相應(yīng)的物理模型，并用質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)理論結(jié)合基本數(shù)學(xué)方法進(jìn)行描述、分析、研究的能力。通過動(dòng)力學(xué)方程和定理、定律的簡(jiǎn)潔明快、對(duì)稱和諧的美學(xué)特征，培養(yǎng)科學(xué)的審美觀，學(xué)會(huì)用美學(xué)的觀點(diǎn)欣賞和發(fā)掘科學(xué)的內(nèi)在規(guī)律，逐步增強(qiáng)認(rèn)識(shí)和掌握自然科學(xué)規(guī)律的自主能力。課程目標(biāo)3：掌握簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)以及平面簡(jiǎn)諧波的描述特點(diǎn)及研究方法，理解相位及相位差的物理意義；理解平面簡(jiǎn)諧波波函數(shù)的物理意義以及波是能量傳播的一種重要形式，理解相位傳播的概念和相位差在波的疊加中的作用；掌握線性運(yùn)動(dòng)疊加原理，掌握發(fā)生相位突變的物理?xiàng)l件。培養(yǎng)運(yùn)用幾何法和函數(shù)法描述振動(dòng)和波動(dòng)的能力。對(duì)波動(dòng)現(xiàn)象、多普勒效應(yīng)等物理現(xiàn)象的教學(xué)分析和探討，學(xué)生能夠充分認(rèn)識(shí)物理學(xué)原理的應(yīng)用價(jià)值、激發(fā)求知欲、增強(qiáng)其科學(xué)創(chuàng)新意識(shí)。（二）課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐課程目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)畢業(yè)要求課程目標(biāo)1指標(biāo)點(diǎn)1：掌握數(shù)學(xué)和自然科學(xué)知識(shí)，能夠?qū)⑵鋺?yīng)用于各領(lǐng)域的復(fù)雜的工程問題。指標(biāo)點(diǎn)2：?jiǎn)栴}分析：能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、物理、力學(xué)、等自然科學(xué)的基本原理，識(shí)別、表達(dá)、并通過文獻(xiàn)研究分析各種復(fù)雜工程問題，以獲得有效結(jié)論。工程知識(shí)問題分析課程目標(biāo)2指標(biāo)點(diǎn)1：掌握數(shù)學(xué)和自然科學(xué)知識(shí)，能夠?qū)⑵鋺?yīng)用于各領(lǐng)域的復(fù)雜的工程問題。指標(biāo)點(diǎn)2：?jiǎn)栴}分析：能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、物理、力學(xué)、等自然科學(xué)的基本原理，識(shí)別、表達(dá)、并通過文獻(xiàn)研究分析各種復(fù)雜工程問題，以獲得有效結(jié)論。工程知識(shí)問題分析課程目標(biāo)3指標(biāo)點(diǎn)1：掌握數(shù)學(xué)和自然科學(xué)知識(shí)，能夠?qū)⑵鋺?yīng)用于各領(lǐng)域的復(fù)雜的工程問題。指標(biāo)點(diǎn)2：?jiǎn)栴}分析：能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、物理、力學(xué)、等自然科學(xué)的基本原理，識(shí)別、表達(dá)、并通過文獻(xiàn)研究分析各種復(fù)雜工程問題，以獲得有效結(jié)論。工程知識(shí)問題分析四、課程基本教學(xué)內(nèi)容及對(duì)課程目標(biāo)的支撐（一）課程基本教學(xué)內(nèi)容第一單元質(zhì)點(diǎn)力學(xué)（學(xué)時(shí)數(shù)：22學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容（1）描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量：位矢、位移、速度、加速度、角速度和角加速；質(zhì)點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度。（2）牛頓三定律及其適用條件，用微積分方法求解一維變力作用下簡(jiǎn)單的質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)問題。（3）功的概念，計(jì)算直線運(yùn)行情況下變力的功的方法；保守力作功的特點(diǎn)及勢(shì)能的概念，計(jì)算重力、彈性力和萬有引力勢(shì)能的方法。（4）質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能定理和動(dòng)量定理，用它們分析、解決質(zhì)點(diǎn)在平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)的簡(jiǎn)單力學(xué)問題的基本方法；機(jī)械能守恒定律、動(dòng)量守恒定律，運(yùn)用守恒定律分析問題的思想和方法，分析簡(jiǎn)單系統(tǒng)在平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的力學(xué)問題。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)【重點(diǎn)】重點(diǎn)是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述方法及解決質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)問題的基本方法；牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)量和沖量、功和能的基本原理及其在質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)問題中的應(yīng)用?！倦y點(diǎn)】難點(diǎn)是矢量運(yùn)算、微積分運(yùn)算等方法在物理學(xué)中的應(yīng)用。3.教學(xué)方法（1）通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，闡明課程與教學(xué)基本原理，豐富學(xué)生課程與教學(xué)的基本知識(shí)結(jié)構(gòu)；（2）通過案例分析，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐相結(jié)合，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)整合，培養(yǎng)學(xué)生的反思能力；（3）通過小組討論，發(fā)展學(xué)生的合作能力和校本課程設(shè)計(jì)能力，強(qiáng)化知識(shí)應(yīng)用意識(shí)，發(fā)展學(xué)生的教學(xué)能力和反思能力。（4）線下預(yù)習(xí)與課堂教學(xué)相結(jié)合，提高課堂效率，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力；（5）利用學(xué)習(xí)通中的筆記簽到、投票、主題討論等互動(dòng)功能，提高學(xué)生的課堂參與度，提升學(xué)習(xí)質(zhì)量；4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果1.知識(shí)掌握：掌握描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的基本物理量以及解決質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)問題的基本方法；掌握牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)量和沖量、功和能等相關(guān)的基本概念及其定理和定律。2.能力培養(yǎng)：通過把力學(xué)中平動(dòng)的研究對(duì)象抽象為理想模型——質(zhì)點(diǎn)，逐步使學(xué)生學(xué)會(huì)建立模型的科學(xué)研究方法。培養(yǎng)學(xué)生在物理學(xué)中運(yùn)用矢量運(yùn)算、微積分運(yùn)算等方法的能力。5.支撐課程目標(biāo)支撐課程目標(biāo)1和課程目標(biāo)2第二單元振動(dòng)和波（學(xué)時(shí)數(shù)：10學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容（1）描述簡(jiǎn)諧振動(dòng)和簡(jiǎn)諧波的各物理量（特別是相位）的物理意義及各量間的關(guān)系。（2）簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的基本特征，根據(jù)給定的初始條件寫出一維簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方程。（3）旋轉(zhuǎn)矢量法；同方向、同頻率的兩個(gè)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的合成規(guī)律。（4）簡(jiǎn)諧振動(dòng)的能量。（5）機(jī)械波的產(chǎn)生條件，平面諧波的波方程以及物理意義。（6）惠更斯原理和波的疊加原理，波的相干條件以及干涉加強(qiáng)和減弱的條件。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)【重點(diǎn)】簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)以及平面簡(jiǎn)諧波的描述特點(diǎn)及研究方法?！倦y點(diǎn)】相位及相位差的物理意義，旋轉(zhuǎn)矢量法，波的疊加分析。3.教學(xué)方法（1）通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，闡明課程與教學(xué)基本原理，豐富學(xué)生課程與教學(xué)的基本知識(shí)結(jié)構(gòu)；（2）通過案例分析，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐相結(jié)合，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)整合，培養(yǎng)學(xué)生的反思能力；（3）通過小組討論，發(fā)展學(xué)生的合作能力和校本課程設(shè)計(jì)能力，強(qiáng)化知識(shí)應(yīng)用意識(shí)，發(fā)展學(xué)生的教學(xué)能力和反思能力。（4）線下預(yù)習(xí)與課堂教學(xué)相結(jié)合，提高課堂效率，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力；（5）利用學(xué)習(xí)通中的筆記簽到、投票、主題討論等互動(dòng)功能，提高學(xué)生的課堂參與度，提升學(xué)習(xí)質(zhì)量；4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果（1）知識(shí)掌握：掌握簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)以及平面簡(jiǎn)諧波的描述特點(diǎn)及研究方法，理解相位及相位差的物理意義；理解平面簡(jiǎn)諧波波函數(shù)的物理意義以及波是能量傳播的一種重要形式，理解相位傳播的概念和相位差在波的疊加中的作用；掌握線性運(yùn)動(dòng)疊加原理，掌握發(fā)生相位突變的物理?xiàng)l件。（2）能力培養(yǎng)：培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用幾何法和函數(shù)法描述振動(dòng)和波動(dòng)的能力。5.支撐課程目標(biāo)支撐課程目標(biāo)3（二）課程基本教學(xué)內(nèi)容對(duì)課程目標(biāo)的支撐課程教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法支撐的課程目標(biāo)學(xué)時(shí)安排課內(nèi)課外學(xué)時(shí)比例第一單元質(zhì)點(diǎn)力學(xué)講授法、案例教學(xué)、小組討論、線上線下混合教學(xué)課程目標(biāo)1、2221：1第二單元振動(dòng)和波講授法、案例教學(xué)、小組討論、線上線下混合教學(xué)課程目標(biāo)3101：1合計(jì)321：1五、課程考核及對(duì)課程目標(biāo)的支撐（一）課程考核課程的考核以考核學(xué)生能力培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成為主要目的，以檢查學(xué)生對(duì)各知識(shí)點(diǎn)的掌握程度和應(yīng)用能力為重要內(nèi)容，學(xué)期總評(píng)成績(jī)使用百分制評(píng)定，由兩部分構(gòu)成：平時(shí)成績(jī)，占比30%；期末考試成績(jī)，占比70%。課程成績(jī)構(gòu)成（百分制）課程成績(jī)構(gòu)成比例考核環(huán)節(jié)考核環(huán)節(jié)與考核/評(píng)價(jià)細(xì)則平時(shí)成績(jī)40%作業(yè)、測(cè)驗(yàn)等平時(shí)成績(jī)可由作業(yè)（十分制）（不少于8次）、測(cè)驗(yàn)（十分制）（不少于2次）、課堂表現(xiàn)（十分制）、線上學(xué)習(xí)（十分制）等環(huán)節(jié)按比例構(gòu)成，具體選擇環(huán)節(jié)和構(gòu)成比例由任課教師自行確定。評(píng)價(jià)細(xì)則：1.作業(yè)：?jiǎn)未巫鳂I(yè)滿分10分，取平均值。2.測(cè)驗(yàn)：按評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)打分，滿分10分，取平均值。3.課堂表現(xiàn)：由課上互動(dòng)、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(xué)習(xí)：完成任務(wù)點(diǎn)學(xué)習(xí)，滿分10分。期末考試60%閉卷考試（1）卷面成績(jī)100分，閉卷考試，以卷面成績(jī)的70%計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)。（2）主要考核應(yīng)用質(zhì)點(diǎn)力學(xué)、靜電場(chǎng)等綜合物理知識(shí)分析解決物理問題；主要考查學(xué)生對(duì)物理學(xué)的基本概念、定理定律和物理方法的理解與運(yùn)用等；考查學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)工具解決物理問題的能力?？荚囶}型為：選擇題、填空題、計(jì)算題和問答題（或者判斷題）等。（3）期末考試按照試卷的標(biāo)準(zhǔn)答案評(píng)定成績(jī)。（二）課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐教學(xué)內(nèi)容考核內(nèi)容考核方式支撐的課程目標(biāo)第一單元質(zhì)點(diǎn)力學(xué)1-1描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的各種參量及其物理意義1-2解決質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)問題的基本原理1-3描述質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng)的切向加速度和法相向速度1-4功和勢(shì)能的概念1-5牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)量和沖量、功和能三種方法在質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)問題中的應(yīng)用作業(yè)、測(cè)驗(yàn)、期末考試課程目標(biāo)1、2第二單元振動(dòng)和波2-1描述簡(jiǎn)諧振動(dòng)和簡(jiǎn)諧波的各物理量（特別是相位）的物理意義及各量間的關(guān)系。2-2簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的基本特征，根據(jù)給定的初始條件寫出一維簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方程。2-3旋轉(zhuǎn)矢量法；同方向、同頻率的兩個(gè)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的合成規(guī)律。2-4簡(jiǎn)諧振動(dòng)的能量。2-5機(jī)械波的產(chǎn)生條件，平面諧波的波方程以及物理意義。2-6惠更斯原理和波的疊加原理，波的相干條件以及干涉加強(qiáng)和減弱的條件。作業(yè)、測(cè)驗(yàn)、期末考試課程目標(biāo)3六、使用教材、相關(guān)推薦書目及課程資源（一）使用教材馬文蔚主編：《物理學(xué)》上、下冊(cè)，高等教育出版社，2020年10月第七版。（二）相關(guān)推薦書目1、盧德馨等．大學(xué)物理學(xué)（第二版）．北京：高等教育出版社，2003年2、程守洙等．普通物理學(xué)（第八版）．北京：