非物理類理工學(xué)科大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求

——10—非物理類理工學(xué)科大學(xué)物理課程教學(xué)根本要求〔正式報告稿〕物理學(xué)是爭論物質(zhì)的根本構(gòu)造、根本運動形式、相互作用的自然科學(xué)。它的根本理論滲透在自然科學(xué)的各個領(lǐng)域，應(yīng)用于生產(chǎn)技術(shù)的很多部門，是其他自然科學(xué)和工程技術(shù)的根底。人類的思維方式和社會生活，是人類文明進展的基石，在人才的科學(xué)素養(yǎng)培育中具有重要的地位。一、課程的地位、作用和任務(wù)以物理學(xué)根底為內(nèi)容的大學(xué)物理課程，是高等學(xué)校理工科各專業(yè)學(xué)生一門重要的通識性必修根底課。該課程所教授的根本概念、根本理論和根本方法是構(gòu)成學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要組成局部，是一個科學(xué)工作者和工程技術(shù)人員所必備的。大學(xué)物理課程在為學(xué)生系統(tǒng)地打好必要的物理根底，培育學(xué)生樹立科學(xué)的世界觀，增加學(xué)生分析問題和解決問題的力量，培育學(xué)生的探究精神和創(chuàng)意識等方面，具有其他課程不能替代的重要作用。通過大學(xué)物理課程的教學(xué)，應(yīng)使學(xué)生對物理學(xué)的根本概念、根本理論和根本方法有比較系統(tǒng)的生疏和正確的理解，為進一步學(xué)習(xí)打下堅實的根底。在大學(xué)物理課程的各個教學(xué)環(huán)節(jié)中，都應(yīng)在傳授學(xué)問的同時，留意學(xué)生分析問題和解決問題力量的培育，留意學(xué)生探究精神和創(chuàng)意識的培育，努力實現(xiàn)學(xué)生學(xué)問、力量、素養(yǎng)的協(xié)調(diào)進展。二、教學(xué)內(nèi)容根本要求〔詳見附表〕大學(xué)物理課程的教學(xué)內(nèi)容分為A、B兩類。其中：A74126學(xué)時，各?？稍诖烁咨弦罁?jù)AB51力學(xué) 〔A:7條，建議學(xué)時數(shù)14學(xué)時；B:5條〕振動和波 〔A:9條，建議學(xué)時數(shù)14學(xué)時；B:4條〕熱學(xué) 〔A:10條，建議學(xué)時數(shù)14學(xué)時；B:4條〕電磁學(xué) 〔A:20條，建議學(xué)時數(shù)40學(xué)時；B:8條〕光學(xué) 〔A:14條，建議學(xué)時數(shù)18學(xué)時；B:9條〕狹義相對論力學(xué)根底 〔A:4條，建議學(xué)時數(shù)6學(xué)時；B:3條〕量子物理根底 〔A:10條，建議學(xué)時數(shù)20學(xué)時；B:4條〕分子與固體 〔B:5條〕核物理與粒子物理 〔B:6條〕天體物理與宇宙學(xué) 〔B:3條〕現(xiàn)代科學(xué)與高技術(shù)的物理根底專題〔自選專題〕三、力量培育根本要求通過大學(xué)物理課程教學(xué),應(yīng)留意培育學(xué)生以下力量：獨立獵取學(xué)問的力量——逐步把握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，閱讀并理解相當于大學(xué)物理水平的物理類教材、參考書和科技文獻，不斷地擴展學(xué)問面，增加獨立思考的力量，更學(xué)問構(gòu)造；能夠?qū)懗鰲l理清楚的讀書筆記、小結(jié)或小論文?？茖W(xué)觀看和思維的力量——運用物理學(xué)的根本理論和根本觀點，通過觀看、分析、綜合、演繹、歸納、科學(xué)抽象、類比聯(lián)想、實驗等方法培育學(xué)生覺察問題和提出問題的力量，并對所涉問題有肯定深度的理解，推斷爭論結(jié)果的合理性。分析問題和解決問題的力量——依據(jù)物理問題的特征、性質(zhì)以及實際狀況，抓住主要沖突，進展合理的簡化，建立相應(yīng)的物理模型，并用物理語言和根本數(shù)學(xué)方法進展描述，運用所學(xué)的物理理論和爭論方法進展分析、爭論。四、素養(yǎng)培育根本要求通過大學(xué)物理課程教學(xué),應(yīng)留意培育學(xué)生以下素養(yǎng)：求實精神——通過大學(xué)物理課程教學(xué)，培育學(xué)生追求真理的士氣、嚴謹求實的科學(xué)態(tài)度和刻苦鉆研的作風(fēng)。創(chuàng)意識——通過學(xué)習(xí)物理學(xué)的爭論方法、物理學(xué)的進展歷史以及物理學(xué)家的成長經(jīng)受等，引導(dǎo)學(xué)生樹立科學(xué)的世界觀，激發(fā)學(xué)生的求知熱忱、探究精神、創(chuàng)欲望，以及敢于向舊觀念挑戰(zhàn)的精神。學(xué)會用美學(xué)的觀點賞識和開掘科學(xué)的內(nèi)在規(guī)律，逐步增加生疏和把握自然科學(xué)規(guī)律的自主力量。五、教學(xué)過程根本要求在大學(xué)物理課程的教學(xué)過程中，應(yīng)以培育學(xué)生的學(xué)問、力量、素養(yǎng)協(xié)調(diào)進展為目標，認真貫徹以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的教育理念；應(yīng)遵循學(xué)生的認知規(guī)律，留意理論聯(lián)系實際，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)自主學(xué)習(xí)，鼓舞共性進展；要加強教學(xué)方法和手段的爭論與改革，努力營造一個有利于培育學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)意識的教學(xué)環(huán)境。教學(xué)方法——承受啟發(fā)式、爭論式等多種行之有效的教學(xué)方法，加強師生之間、學(xué)生之間的溝通，引導(dǎo)學(xué)生獨立思考，強化科學(xué)思維的訓(xùn)練。習(xí)題課、爭論課是啟迪學(xué)生思維，培育學(xué)生提出、分析、解決問題力量的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，提倡有條件的學(xué)校以小班1015％。鼓舞通過網(wǎng)絡(luò)資源、專性。教學(xué)手段——應(yīng)發(fā)揮好課堂教學(xué)主渠道的作用，教學(xué)手段應(yīng)效勞于教學(xué)目的，提倡有效利用多媒體技術(shù)。應(yīng)樂觀制造條件，充分利用計算機關(guān)心教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)等現(xiàn)代化教育技術(shù)的優(yōu)勢，擴大教學(xué)信息量，提高教學(xué)質(zhì)量和效率。演示試驗——應(yīng)充分利用演示試驗幫助學(xué)生觀看物理現(xiàn)象，增加感性學(xué)問，提高學(xué)習(xí)興趣。大學(xué)物理課程的主要內(nèi)容都應(yīng)有演示試驗〔實物演示和多媒體仿真演示，其中實物演示試驗的數(shù)目不應(yīng)少于40物演示、開放演示試驗室、演示試驗走廊等。提倡建立開放性的物理演示試驗室，鼓舞和引導(dǎo)學(xué)生自己動手觀看試驗，思考和分析問題，進展定性或半定量驗證。有條件的學(xué)校可以通過選修課或適當計算學(xué)分等措施保證明現(xiàn)上述目標。習(xí)題與考核——習(xí)題與考核是引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)、檢查教學(xué)效果、保證教學(xué)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，也是表達課程要求標準的重要標志。習(xí)題的選取應(yīng)留意根本概念，強調(diào)根本訓(xùn)練，貼近應(yīng)用實際，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣?？己艘荛_應(yīng)試教育的傾向，樂觀探究以素養(yǎng)教育為核心的課程考核模式。雙語教學(xué)——在保證教學(xué)效果的前提下，有條件的學(xué)?？砷_展物理課程的雙語教學(xué)，以提高學(xué)生查閱外文資料和科技外語溝通的力量。六、有關(guān)說明A最低要求。本課程宜從一年級其次學(xué)期開頭，以確保學(xué)生學(xué)習(xí)本課程具有所需要的數(shù)學(xué)根底。126B144教育部高等學(xué)校非物理類專業(yè)物理根底課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會2023123附表： 教學(xué)內(nèi)容根本要求一、力 學(xué)序號 內(nèi) 容質(zhì)點運動的描述、相對運動牛頓運動定律及其應(yīng)用、變力作用下的質(zhì)點動力學(xué)根本問題非慣性系和慣性力質(zhì)點與質(zhì)點系的動量定理和動量守恒定律質(zhì)心、質(zhì)心運動定理變力的功、動能定理、保守力的功、勢能、機械能守恒定律對稱性和守恒定律剛體定軸轉(zhuǎn)動定律、轉(zhuǎn)動慣量剛體轉(zhuǎn)動中的功和能質(zhì)點、剛體的角動量、角動量守恒定律剛體進動

類別 說明和建議A 1.力學(xué)的重點是牛頓運動定律和三個守恒定律及其成立條件。力學(xué)中除角動量、剛體和流體部格外絕大多數(shù)概念學(xué)生在A中學(xué)階段已有接觸，故教學(xué)中開放應(yīng)適度，以避開重復(fù)。A3.通過把力學(xué)的爭論對象抽象為三個抱負模型，質(zhì)點、剛體A和抱負流體，逐步使學(xué)生學(xué)會建立模型的科學(xué)爭論方法。B4.應(yīng)留意學(xué)習(xí)矢量運算、微積分運算等方法在物理學(xué)中的應(yīng)用。5.可簡要說明守恒定律與對稱性的相互關(guān)系及其在物理學(xué)中A的地位。B二、振動和波二、振動和波內(nèi)容1簡諧運動的根本特征和表述、振動的相位、旋A1.一切簡單振動的根底。應(yīng)強調(diào)簡諧運動以及平面簡諧波的描述特點及爭論方法，突出相位及相位差的物理意義。2.一種重要形式，突出相位傳播的概念和相位差在波的疊加中的作用。表達機械波要為爭論電磁波〔光波波的概念供給根底。3.外力作用下阻尼擺的混沌現(xiàn)象分析對非線性問題的特征有所了解。應(yīng)用演示試驗和多媒體手段闡述旋轉(zhuǎn)矢量法；展現(xiàn)阻尼振1212抱負液體的性質(zhì)、伯努利方程B2轉(zhuǎn)矢量法簡諧運動的動力學(xué)方程A3簡諧運動的能量A4阻尼振動、受迫振動和共振B5非線性振動簡介B6一維簡諧運動的合成、拍現(xiàn)象A78兩個相互垂直、頻率一樣或為整數(shù)比的簡諧運動合成機械波的根本特征、平面簡諧波波函數(shù)BA9波的能量、能流密度A10惠更斯原理、波的衍射A11波的疊加、駐波、相位突變A1212機械波的多普勒效應(yīng)A13聲波、超聲波和次聲波；聲強級B動、受迫振動和共振現(xiàn)象、振動的合成、李薩如圖形、駐波、多普勒效應(yīng)等內(nèi)容。并可鼓舞學(xué)生自己設(shè)計展現(xiàn)物理思想和物理現(xiàn)象的多媒體課件。三、熱 學(xué)序號 內(nèi) 容平衡態(tài)、態(tài)參量、熱力學(xué)第零定律抱負氣體狀態(tài)方程準靜態(tài)過程、熱量和內(nèi)能熱力學(xué)第肯定律、典型的熱力學(xué)過程多方過程循環(huán)過程、卡諾循環(huán)、熱機效率、致冷系數(shù)熱力學(xué)其次定律、熵和熵增加原理、玻爾茲曼熵關(guān)系式范德瓦耳斯方程統(tǒng)計規(guī)律、抱負氣體的壓強和溫度抱負氣體的內(nèi)能、能量按自由度均分定理麥克斯韋速率分布律、三種統(tǒng)計速率

類別 說明和建議A 1.A 態(tài)方程、熱力學(xué)第肯定律等應(yīng)留意開放適度，削減不必要A 的重復(fù)。2.溫度是熱學(xué)的重要概念，除了說明溫度的統(tǒng)計意義外，還應(yīng)表達為其供給試驗根底的熱力學(xué)第零定律。3.留意講授大量粒子組成的系統(tǒng)的統(tǒng)計爭論方法和統(tǒng)計規(guī)律，以及熱現(xiàn)象爭論中宏觀量與微觀量之間的區(qū)分與聯(lián)A系。4.通過抱負氣體的壓強和氣體分子平均自由程等公式的建A 立以及氣體范德瓦耳斯方程的導(dǎo)出，進一步講授科學(xué)爭論A 的建模方法。A1212玻耳茲曼分布B5.13氣體分子的平均碰撞頻率和平均自由程A14輸運現(xiàn)象B要強調(diào)熱力學(xué)其次定律的重要性，使學(xué)生理解和把握熵和熵增加原理是自然界〔包括自然科學(xué)和社會科學(xué)〕最為普遍有用的定律之一。四、電磁學(xué)序號 內(nèi) 容庫侖定律、電場強度、電場強度疊加原理及其應(yīng)用靜電場的高斯定理電勢、電勢疊加原理電場強度和電勢的關(guān)系、靜電場的環(huán)路定理導(dǎo)體的靜電平衡電介質(zhì)的極化及其描述有電介質(zhì)存在時的電場電容磁感應(yīng)強度：畢奧—薩伐爾定律、磁感應(yīng)強度疊加原理恒定磁場的高斯定理和安培環(huán)路定理

類別 說明和建議A 1.A 感應(yīng)現(xiàn)象等內(nèi)容，表達中應(yīng)留意與中學(xué)教學(xué)的連接，削減不必要的重復(fù)。AA 2.A 畢奧—薩伐爾定律、法拉第電磁感應(yīng)定律等，學(xué)習(xí)電磁場的概念以及場的爭論方法。BA 3.A 法。強調(diào)電場強度、電場力、磁感應(yīng)強度、磁場力的矢量性。并加強學(xué)生應(yīng)用微積分解決物理問題的訓(xùn)練。A重點表達法拉第電磁感應(yīng)定律以及麥克斯韋關(guān)于渦旋電場A5.5.義，應(yīng)說明用“路”或“場”處理電磁問題的前提條件。對于后續(xù)課程沒有電工或電路課的學(xué)生，應(yīng)當把列為B類有關(guān)電路的內(nèi)容作為核心內(nèi)容〔A類〕處理；對其他專業(yè)學(xué)生，這局部內(nèi)容可以刪去，以免與后續(xù)課程重復(fù)。和位移電流的根本假設(shè)，并說明麥克斯韋方程組的物理思想，幫助學(xué)生建立起統(tǒng)一電磁場的概念以及生疏電磁場的物質(zhì)性、相對性和統(tǒng)一性。11安培定律A12洛倫茲力A13物質(zhì)的磁性、順磁質(zhì)、抗磁質(zhì)、鐵磁質(zhì)B14有磁介質(zhì)存在時的磁場A15恒定電流、電流密度和電動勢A16法拉第電磁感應(yīng)定律A17動生電動勢和感生電動勢、渦旋電場A18自感和互感A19電場和磁場的能量A20位移電流、全電流環(huán)路定律A21麥克斯韋方程組的積分形式A22電磁波的產(chǎn)生及根本性質(zhì)A23麥克斯韋方程組的微分形式B24邊界條件B25超導(dǎo)體的電磁性質(zhì)B內(nèi)容五、光學(xué)介紹幾何光學(xué)的根本定律和近軸光學(xué)成像的分析方法。分波陣面干預(yù)主要介紹楊氏雙縫干預(yù)，洛埃鏡干預(yù)可突出相位突變的試驗驗證。分振幅干預(yù)的教學(xué)重點是等厚干預(yù)及其應(yīng)用。通過干預(yù)和衍射的學(xué)習(xí)，以及一些光學(xué)器件在現(xiàn)代工程技術(shù)中的應(yīng)用，使學(xué)生理解光柵光譜的特征以及光譜分析的意義，了解光學(xué)周密測量的根本方法。光學(xué)也是演示手段較為豐富的一局部，可充分運用多媒體手段展現(xiàn)干預(yù)和衍射現(xiàn)象的規(guī)律及其變化、單縫衍射對光柵衍射的調(diào)制作用及缺級現(xiàn)象、偏振光的獲得等內(nèi)容，幫2626直流電：閉合電路和一段含源電路的歐姆定律、基爾霍夫定律、電流的功和功率溝通電：簡潔溝通電路的解法〔矢量圖解法和復(fù)數(shù)解法、溝通電的功率、三相溝通電B27B28暫態(tài)過程、諧振電路B1幾何光學(xué)根本定律A2光在平面上的反射和折射A3光在球面上的反射和折射A4薄透鏡A5顯微鏡、望遠鏡、照相機B6光源、光的相干性A7光程、光程差的概念A(yù)8分波陣面干預(yù)A9分振幅干預(yù)A10邁克耳孫干預(yù)儀B11光的空間相干性和時間相干性B12惠更斯-菲涅耳原理A助學(xué)生加深對光學(xué)根本理論的理解。助學(xué)生加深對光學(xué)根本理論的理解。13夫瑯禾費單縫衍射A14光柵衍射A15光學(xué)儀器的區(qū)分本領(lǐng)A16XB17全息照相B18光的偏振性、馬呂斯定律A19布儒斯特定律A20光的雙折射現(xiàn)象B21偏振光干預(yù)和人工雙折射B22旋光現(xiàn)象B23光與物質(zhì)的相互作用：吸取、散射和色散B六、狹義相對論力學(xué)基礎(chǔ)六、狹義相對論力學(xué)基礎(chǔ)123內(nèi)邁克耳孫-莫雷試驗容狹義相對論的兩個根本假設(shè)洛倫茲坐標變換和速度變換BAA1.44567同時性的相對性、長度收縮和時間延緩電磁場的相對性AABB2.留意學(xué)習(xí)相對論動力學(xué)根底。七、量子物理基礎(chǔ)序號 內(nèi) 容黑體輻射、光電效應(yīng)、康普頓散射戴維孫-革末試驗、德布羅意的物質(zhì)波假設(shè)玻爾的氫原子模型夫蘭克-赫茲試驗、原子里德堡態(tài)、對應(yīng)原理波函數(shù)及其概率解釋不確定關(guān)系薛定諤方程一維無限深勢阱一維諧振子一維勢壘、隧道效應(yīng)、電子隧道顯微鏡

類別 說明和建議A突出講授光的波粒二象性的物理思想，對中學(xué)已講解的光電效應(yīng)可適當簡化，避開不必要的重復(fù)。B波粒二象性和量子化的概念，這是從經(jīng)典物理到量子物理A過渡的重要階梯。理解微觀物質(zhì)的描述方式和波函數(shù)的統(tǒng)A計意義，并通過一維無限深勢阱的量子力學(xué)描述以及與經(jīng)典駐波的比照，幫助學(xué)生理解波函數(shù)和薛定諤方程是量子力學(xué)狀態(tài)描述的手段。A3.創(chuàng)立和進展的過程以及人們對物質(zhì)世界生疏不斷深化的過A 程，給學(xué)生以創(chuàng)思維和探究精神的啟迪。1111氫原子的能量和角動量量子化A12電子自旋：施特恩-蓋拉赫試驗A13泡利原理、原子的殼層構(gòu)造、元素周期表堿金屬原子、交換對稱性、激光、激光冷卻與原子囚禁A14B八、分子與固體八、分子與固體內(nèi)容1化學(xué)鍵：離子鍵、共價鍵B2分子的振動與轉(zhuǎn)動B1.2.3自由電子的能量分布與金屬導(dǎo)電的量子解釋B3.4 能帶、導(dǎo)體和絕緣體 B5半導(dǎo)體、PN結(jié)、半導(dǎo)體器件B這局部內(nèi)容重在物理圖像和物理概念的建立。幫助學(xué)生理解離子鍵和共價鍵兩種重要化學(xué)鍵形成的機理及分子構(gòu)造的根本特點。理解金屬中自由電子的分布規(guī)律和導(dǎo)電機制，能帶的形PN結(jié)的形成以及簡潔半導(dǎo)體器件的工作原理。九、核物理與粒子物理九、核物理與粒子物理內(nèi)容1原子核的一般性質(zhì)B1.重點介紹物質(zhì)微觀構(gòu)造、運動規(guī)律和相互作用的根本物理重點介紹物質(zhì)微觀構(gòu)造、運動規(guī)律和相互作用的根本物理圖像。2放射性衰變、輻射劑量B2.3原子核的裂變與聚變B4粒子及其分類B5守恒定律B6根本相互作用與標準模型B十、天體物理與宇宙學(xué)十、天體物理與