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2.0/32課內(nèi)學(xué)時32理論授課32上機學(xué)時0課內(nèi)實踐0實驗學(xué)時0課外學(xué)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(xué)后續(xù)課程相關(guān)的各專業(yè)課程二、課程簡介《大學(xué)物理ⅢA（一）》是工科專業(yè)的學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課，為理論性較強的一門課程。本課程對大學(xué)物理知識進(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)、振動和波的基本內(nèi)容和方法，了解牛頓力學(xué)、振動和波的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和前沿，及其對科學(xué)發(fā)展和社會進(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，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)及對畢業(yè)要求指標(biāo)點的支撐（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)點運動學(xué)的描述方法；并通過質(zhì)點運動的描述方法理解運動參考量之間的關(guān)系；進(jìn)而掌握質(zhì)點運動學(xué)問題的通用解決方法。通過學(xué)習(xí)質(zhì)點運動學(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)想等方法有意識地培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和提出問題，并對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。通過這部分知識的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)通過微積分的思想去解決實際問題的能力。通過歸納總結(jié)提出運動學(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)點動力學(xué)的概念；掌握解決質(zhì)點動力學(xué)問題的三種解決方案：牛頓定律加質(zhì)點運動學(xué)的方案、動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、勢能的概念和機械能的概念。培養(yǎng)學(xué)生能夠根據(jù)質(zhì)點或者質(zhì)點系的特征、性質(zhì)以及實際情況，抓住主要矛盾，進(jìn)行合理的簡化，建立相應(yīng)的物理模型，并用質(zhì)點動力學(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。通過動力學(xué)方程和定理、定律的簡潔明快、對稱和諧的美學(xué)特征，培養(yǎng)科學(xué)的審美觀，學(xué)會用美學(xué)的觀點欣賞和發(fā)掘科學(xué)的內(nèi)在規(guī)律，逐步增強認(rèn)識和掌握自然科學(xué)規(guī)律的自主能力。課程目標(biāo)3：掌握簡諧運動以及平面簡諧波的描述特點及研究方法，理解相位及相位差的物理意義；理解平面簡諧波波函數(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；掌握線性運動疊加原理，掌握發(fā)生相位突變的物理條件。培養(yǎng)運用幾何法和函數(shù)法描述振動和波動的能力。對波動現(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)識物理學(xué)原理的應(yīng)用價值、激發(fā)求知欲、增強其科學(xué)創(chuàng)新意識。（二）課程目標(biāo)對畢業(yè)要求指標(biāo)點的支撐課程目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點畢業(yè)要求課程目標(biāo)1指標(biāo)點1：掌握數(shù)學(xué)和自然科學(xué)知識，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2：問題分析：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。工程知識問題分析課程目標(biāo)2指標(biāo)點1：掌握數(shù)學(xué)和自然科學(xué)知識，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2：問題分析：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。工程知識問題分析課程目標(biāo)3指標(biāo)點1：掌握數(shù)學(xué)和自然科學(xué)知識，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2：問題分析：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。工程知識問題分析四、課程基本教學(xué)內(nèi)容及對課程目標(biāo)的支撐（一）課程基本教學(xué)內(nèi)容第一單元質(zhì)點力學(xué)（學(xué)時數(shù)：22學(xué)時）1.課程主要內(nèi)容（1）描述質(zhì)點運動狀態(tài)的物理量：位矢、位移、速度、加速度、角速度和角加速；質(zhì)點作圓周運動時的角速度、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單的質(zhì)點動力學(xué)問題。（3）功的概念，計算直線運行情況下變力的功的方法；保守力作功的特點及勢能的概念，計算重力、彈性力和萬有引力勢能的方法。（4）質(zhì)點的動能定理和動量定理，用它們分析、解決質(zhì)點在平面內(nèi)運動時的簡單力學(xué)問題的基本方法；機械能守恒定律、動量守恒定律，運用守恒定律分析問題的思想和方法，分析簡單系統(tǒng)在平面內(nèi)運動的力學(xué)問題。2.重點和難點【重點】重點是質(zhì)點運動的描述方法及解決質(zhì)點運動問題的基本方法；牛頓運動定律、動量和沖量、功和能的基本原理及其在質(zhì)點動力學(xué)問題中的應(yīng)用?！倦y點】難點是矢量運算、微積分運算等方法在物理學(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)的基本知識結(jié)構(gòu)；（2）通過案例分析，強調(diào)理論與實踐相結(jié)合，促進(jìn)學(xué)生知識整合，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)計能力，強化知識應(yīng)用意識，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.知識掌握：掌握描述質(zhì)點運動的基本物理量以及解決質(zhì)點運動學(xué)問題的基本方法；掌握牛頓運動定律、動量和沖量、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)中平動的研究對象抽象為理想模型——質(zhì)點，逐步使學(xué)生學(xué)會建立模型的科學(xué)研究方法。培養(yǎng)學(xué)生在物理學(xué)中運用矢量運算、微積分運算等方法的能力。5.支撐課程目標(biāo)支撐課程目標(biāo)1和課程目標(biāo)2第二單元振動和波（學(xué)時數(shù)：10學(xué)時）1.課程主要內(nèi)容（1）描述簡諧振動和簡諧波的各物理量（特別是相位）的物理意義及各量間的關(guān)系。（2）簡諧運動的基本特征，根據(jù)給定的初始條件寫出一維簡諧運動的運動方程。（3）旋轉(zhuǎn)矢量法；同方向、同頻率的兩個簡諧運動的合成規(guī)律。（4）簡諧振動的能量。（5）機械波的產(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和減弱的條件。2.重點和難點【重點】簡諧運動以及平面簡諧波的描述特點及研究方法?！倦y點】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)的基本知識結(jié)構(gòu)；（2）通過案例分析，強調(diào)理論與實踐相結(jié)合，促進(jìn)學(xué)生知識整合，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)計能力，強化知識應(yīng)用意識，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）知識掌握：掌握簡諧運動以及平面簡諧波的描述特點及研究方法，理解相位及相位差的物理意義；理解平面簡諧波波函數(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；掌握線性運動疊加原理，掌握發(fā)生相位突變的物理條件。（2）能力培養(yǎng)：培養(yǎng)學(xué)生運用幾何法和函數(shù)法描述振動和波動的能力。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)時安排課內(nèi)課外學(xué)時比例第一單元質(zhì)點力學(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321：1五、課程考核及對課程目標(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)生對各知識點的掌握程度和應(yīng)用能力為重要內(nèi)容，學(xué)期總評成績使用百分制評定，由兩部分構(gòu)成：平時成績，占比30%；期末考試成績，占比70%。課程成績構(gòu)成（百分制）課程成績構(gòu)成比例考核環(huán)節(jié)考核環(huán)節(jié)與考核/評價細(xì)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(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。評價細(xì)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(biāo)準(zhǔn)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(xué)習(xí)：完成任務(wù)點學(xué)習(xí)，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(yīng)用質(zhì)點力學(xué)、靜電場等綜合物理知識分析解決物理問題；主要考查學(xué)生對物理學(xué)的基本概念、定理定律和物理方法的理解與運用等；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)答案評定成績。（二）課程考核對課程目標(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)點力學(xué)1-1描述質(zhì)點運動的各種參量及其物理意義1-2解決質(zhì)點運動學(xué)問題的基本原理1-3描述質(zhì)點做曲線運動的切向加速度和法相向速度1-4功和勢能的概念1-5牛頓運動定律、動量和沖量、功和能三種方法在質(zhì)點動力學(xué)問題中的應(yīng)用作業(yè)、測驗、期末考試課程目標(biāo)1、2第二單元振動和波2-1描述簡諧振動和簡諧波的各物理量（特別是相位）的物理意義及各量間的關(guān)系。2-2簡諧運動的基本特征，根據(jù)給定的初始條件寫出一維簡諧運動的運動方程。2-3旋轉(zhuǎn)矢量法；同方向、同頻率的兩個簡諧運動的合成規(guī)律。2-4簡諧振動的能量。2-5機械波的產(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和減弱的條件。作業(yè)、測驗、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，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：