《大學物理C》教學大綱

《大學物理C》教學大綱課程編號：10181013英文名稱：CollegePhysicsC學分：4學時：總學時64學時先修課程：大學物理預修，高等數學課程類別：通識教育課程授課對象：電氣工程及其自動化專業(yè)本科生教學單位：數理信息學院修讀學期：第2學期一、課程描述和目標本課程講授物理學中力學、電磁學部分的基本知識，以及處理這些問題的基本方法。通過本課程的學習，能使學生掌握力學和電磁學部分的基本知識內容，部分具備學習其它課程所需的基礎知識，同時也能使學生初步感悟到微積分知識在物理問題中的具體運用以及在分析問題和解決問題能力方面得到培養(yǎng)，為學生樹立科學的世界觀，增強探索精神和創(chuàng)新意識等方面奠定基礎。課程目標1：正確理解力學，電磁學等方面的基本概念和基礎知識，掌握力，運動，動量，能量，電場強度，電勢的計算。課程目標2：掌握運用數學模型描述和分析物理學問題的方法，培養(yǎng)使用物理模型描述和分析實際問題能力，夯實其他自然學科學習基礎。課程目標3：提高獨立獲取知識的能力、科學觀察和思維的能力、分析問題和解決問題的能力。提高求實精神、創(chuàng)新意識、科學美感等綜合科學素質。二、課程目標對畢業(yè)要求的支撐關系畢業(yè)要求指標點課程目標權重1.1能將數學、自然科學、工程科學的語言工具和專業(yè)知識用于工程問題的表述；課程目標1H1.4能夠將相關知識和數學模型方法用于電氣工程相關領域專業(yè)工程問題解決方案的比較與綜合。課程目標2M2.2能基于電路、電氣、電力等相關科學原理和數學模型方法正確表達電氣工程相關領域的復雜工程問題；課程目標3M三、教學內容、基本要求與學時分配序號教學內容基本要求及重、難點（含德育要求）學時教學方式對應課程目標1緒論物理學在自然科學、工程技術中的地位與作用。物理學與各專業(yè)之間的關系。物理學在人才培養(yǎng)中的重要作用了解物理學在自然科學、工程技術中的地位與作用，基本了解物理學與本專業(yè)之間的關系，初步認識物理學在應用型人才培養(yǎng)中的重要作用。（對于第一學期修讀的專業(yè)，增加數學預修知識補充，提供線上視頻約4課程內容）4教師講授小組討論，課程目標12力和運動質點運動的描述；求解運動學問題舉例；圓周運動；牛頓定律及其應用基本要求：了解物理模型的基本特點，質點模型的建立；掌握描述質點運動的基本規(guī)律；掌握用矢量運算、微積分運算的方法求解兩類運動學問題；掌握圓周運動的規(guī)律，以及切向加速度和法向加速度的概念；熟悉自然坐標系和平面極坐標系；掌握簡單變力作用下的質點運動規(guī)律。重點：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：用矢量運算、微積分運算的方法求解運動學問題、自然坐標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1課程目標2課程目標33動量功和能動量沖量動量定理；質點系的動量定理；動量守恒定律；動能定理；保守力與非保守力；機械能守恒定律基本要求：熟悉動量和沖量的概念，掌握功和能的計算，掌握保守力與非保守力的特點，熟悉質點與質點系的動量定理和動量守恒定律，掌握質點與質點系的動能定理、質點系的功能原理和機械能守恒定律。重點：動量定理及動量守恒定律，保守力做功特點及其勢能，動能定理以及機械能守恒定律。難點：沖量及其計算，變力做功計算，質點系的動量定理和質點系的動能定理。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1課程目標2課程目標34剛體的轉動剛體的定軸轉動；定軸轉動動力學；角動量及其守恒定律；定軸轉動的動能定理；基本要求：了解剛體轉動的基本規(guī)律，掌握角量和線量的關系，掌握力矩和轉動慣量的概念，掌握剛體定軸轉動的轉動定律及其應用；掌握角動量定理和角動量守恒定律，了解剛體轉動的動能定理。重點：力矩和轉動慣量的概念，剛體定軸轉動的轉動定律，角動量以及角動量守恒定律。難點：力矩的計算，轉動慣量的計算，角動量以及角動量定理。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1課程目標2課程目標35真空中的靜電場電荷庫侖定律；電場電場強度；高斯定理；電勢；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、電場強度的概念，熟悉電場線、等勢面的概念，掌握靜電場的高斯定理及其應用；掌握靜電場力做功和靜電場的環(huán)路定理，掌握電勢及其計算。重點：電場強度，高斯定理，靜電場的環(huán)路定理，電勢。難點：電場的概念，電場強度的計算，靜電場力做功與電勢能的關系，電場強度與電勢梯度的關系。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1課程目標2課程目標36靜電場中的導體靜電場中的導體；電容和電容器；靜電場的能量；基本要求：了解導體的靜電平衡條件及靜電平衡導體的基本性質，掌握形狀規(guī)則導體表面電荷面密度、空間場強和電勢的計算；掌握孤立導體、平行板電容器、球形電容器、圓柱形電容器電容的計算；了解靜電場的能量。重點：導體的靜電平衡條件，形狀規(guī)則導體表面電場分布，平行板電容器、球形電容器、柱形電容器電容的計算，靜電場能量。難點：靜電平衡時導體上的電荷分布以及導體表面的電場強度計算，電介質的極化以及極化電荷，靜電場能量的計算。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1課程目標2課程目標37恒定磁場恒定電流；電源電動勢；磁場磁感應強度；畢奧-薩伐爾定律；磁場的高斯定理；安培環(huán)路定理及其應用；帶電粒子在磁場中運動；磁場對載流導線的作用；基本要求：了解恒定電流和電源電動勢的定義；了解磁感應強度的定義方法，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)路定理計算某些具有對稱性載流導體產生的磁場分布；熟悉洛侖茲力的概念，掌握帶電粒子在磁場中的運動規(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：畢奧—薩伐爾定律及其應用，磁通量及其計算，安培環(huán)路定理及其應用，安培定律以及安培力的計算。難點：畢奧—薩伐定律及其應用，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1課程目標2課程目標38電磁感應法拉第電磁感應定律；動生電動勢；感生電動勢；自感和互感；磁場的能量；基本要求：了解法拉第電磁感應定律及其物理意義，掌握動生電動勢和感生電動勢的概念以及計算，了解感生電場的基本性質，了解自感，了解磁場的能量。重點：法拉第電磁感應定律及其電動勢的計算，動生電動勢和感生電動勢的概念及其計算，磁場能量的計算。難點：導體在非均勻磁場中運動時動生電動勢的計算，感生電場的概念及計算和感生電動勢的計算，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1課程目標2課程目標39狹義相對論簡介近代物理簡介基本要求：了解伽利略變換式以及牛頓力學相對性原理遇到的困難。理解狹義相對論的兩個基本假設。了解狹義相對論中同時的相對性，以及長度收縮和時間延緩的概念；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系，了解普朗克能量子假說及其意義；了解光電效應及愛因斯坦光子理論對這兩個效應的解釋，了解光的波粒二象性；理解德布羅意波假設，了解實物粒子的波粒二象性；（注：本章為了解性內容，提供線上視頻約6課時作為課外拓展，折合等效課時為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1課程目標2課程目標3合計64四、課程教學方法課堂集中講授、小組討論、線上教學、線上作業(yè)交流、習題課，慕課等教學方式五、學業(yè)評價和課程考核（一）考核方式及具體要求1.課程成績構成與要求課程考核注重形成性和終結性評價相結合，考核內容主要由平時作業(yè)、章節(jié)測試、期末考核組成，均按百分制計算，其中平時成績占20%，章節(jié)測試占20%，期末考核占60%。序號教學環(huán)節(jié)課程目標1課程目標2課程目標3合計1平時作業(yè)10102章節(jié)測試55103期中考試1082204期末考核3024660課程目標對應分值503416100（二）考核與評價標準1.平時成績考核與評價標準分值觀測點90-100分70-89分60-69分0-59分作業(yè)按時完成，90%以上的作業(yè)內容齊全，基本知識點理解、掌握到位。按時完成，70%以上的作業(yè)內容齊全，基本知識點理解、掌握較到位。延時完成，60%以上的作業(yè)內容齊全，基本知識點理解、掌握基本到位。不交和補交，50%以下的作業(yè)內容齊全，基本知識點理解、掌握有偏差。2.章節(jié)測試與評價標準章節(jié)測試根據測試題目及評分標注進行打分（百分制）。3.期中試卷考核與評價標準根據課程目標及教學內容，設計期中考核試題，綜合檢驗學生對課程相關知識的掌握、綜合應用及解決復雜問題的能力，根據考試題目設計相應評分標準。3.期末試卷考核與評價標準根據課程目標及教學內容，設計期末考核試題，綜合檢驗學生對課程相關知識的掌握、綜合應用及解決復雜問題的能力，根據考試題目設計相應評分標準。六、教材與參考書（一）推薦教材1．《大學物理》，葉偉國編，北京郵電大學出版社，2020年1月第1版2．《物理學》（上、下冊），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．《物理學學習指導》，馬文蔚等主編．高等教育出版社，2006年7月第5版2．《物