《大學物理（1）（2）》教學大綱

《大學物理（1）》教學大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：13111011課程性質：通識教育必修課學分：3學分學時：48學時（理論48學時）先修課程：高等數學后續(xù)課程：理論力學、材料力學等適用專業(yè)：機械設計制造及其自動化開課單位：理學部一、課程說明《大學物理（1）》是面向高等學校機械設計制造及其自動化專業(yè)學生開設的通識教育必修課。本課程主要是介紹質點運動學的基本規(guī)律、質點動力學的基本定律及其應用、剛體力學的基本定理及其應用、機械振動的基本規(guī)律、熱力學基礎、氣體動理論，為后續(xù)課程的學習打下必要的基礎。該課程所教授的基本概念、基本理論和基本方法是構成學生科學素養(yǎng)的重要組成部分，是一個科學工作者和工程技術人員所必備的，具有其他課程不能替代的重要作用。二、課程目標通過本課程的學習，使學生達到如下目標：課程目標1：了解和掌握質點運動學、質點動力學、剛體定軸轉動、機械振動、熱力學與氣體動理論等物理學的基本概念、基本規(guī)律和基本原理，掌握物理學的基本思想。課程目標2：在本課程基本概念、基本理論、基本方法的全面系統學習的基礎上，提高抽象思維能力、邏輯思維能力，具有能夠運用高等數學分析物理現象和推演物理理論的能力，具備一定的科學分析問題的能力。課程目標3：學生形成良好的學習態(tài)度和學習習慣，具有一定的科學素養(yǎng)和科學思維、探索創(chuàng)新精神；具有現代的科學的自然觀、宇宙觀和辯證唯物主義世界觀，具有愛國情懷，樹立報國之心。三、課程目標與畢業(yè)要求《大學物理（1）》課程教學目標對機械設計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。表1課程教學目標與畢業(yè)要求關系畢業(yè)要求指標點課程目標支撐強度1.工程知識1.1掌握數學、物理的基礎知識，領會數學、自然科學的重要思想和思維方法，理解工程問題的數理本質及其表述方法。課程目標1：了解和掌握質點運動學、質點動力學、剛體定軸轉動、機械振動、熱力學與氣體動理論等物理學的基本概念、基本規(guī)律和基本原理，掌握物理學的基本思想。課程目標2：在本課程基本概念、基本理論、基本方法的全面系統學習的基礎上，提高抽象思維能力、邏輯思維能力，具有能夠運用高等數學分析物理現象和推演物理理論的能力，具備一定的科學分析問題的能力。課程目標3：學生形成良好的學習態(tài)度和學習習慣，具有一定的科學素養(yǎng)和科學思維、探索創(chuàng)新精神；具有現代的科學的自然觀、宇宙觀和辯證唯物主義世界觀，具有愛國情懷，樹立報國之心。H注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關畢業(yè)要求的關聯度。四、教學內容、基本要求與學時分配理論部分理論部分的教學內容、基本要求與學時分配見表2。表2教學內容、基本要求與學時分配教學內容教學要求，教學重點難點理論學時對應的課程目標1.質點運動學1.1參考系和坐標系、位矢、位移和路程1.2速度、相對運動1.3變速運動、加速度1.4直線運動1.5拋體運動1.6圓周運動教學要求：了解質點、參照系與坐標系；掌握描述質點運動的基本物理量：位置矢量、位移、速度、加速度；理解直線和平面曲線運動，切向加速度、法向加速度。重點：運動描述的矢量表示；運動函數、速度和加速度的求解；質點圓周運動的分析。難點：參考系的選擇；質點圓周運動的分析。81、22.質點動力學的基本規(guī)律2.1牛頓運動定律2.2力學中常見的力2.3牛頓運動定律的應用教學要求：掌握牛頓定律及其應用；萬有引力、重力、摩擦力、彈性力的基本性質。重點：牛頓運動定律及其應用。難點：牛頓第二定律的應用。61、23.力學中的守恒定律3.1功、功率3.2動能、質點的動能定理3.3系統、系統的動能定理3.4保守力的功、系統的勢能3.5系統的功能原理、機械能守恒3.6沖量與動量、質點的動量定理3.7系統的動量定理、動量守恒定律3.8質心質心運動定理3.9力矩與角動量質點的角動量守恒定律教學要求：掌握力對空間的累積作用——功、功率，質點動能定理、機械能守恒定律；掌握力對時間的累積作用——沖量、動量，質點動量定理、動量守恒定律；了解質心運動定理、力矩、角動量、角動量守恒定律。重點：機械能守恒定律的應用；動量守恒定律的應用；利用動量守恒定律和機械能守恒定律分析問題的方法。難點：利用動量守恒定律和機械能守恒定律分析問題的方法。101、2、3剛體的定軸轉動4.1剛體的基本運動形式4.2剛體定軸轉動的轉動動能、轉動慣量4.3力矩的功、剛體定軸轉動的動能定理4.4剛體的定軸轉動定律4.5剛體定軸轉動的角動量定理、角動量守恒定律教學要求：了解剛體運動學的物理量、轉動慣量；掌握力矩、剛體定軸轉動定律；理解剛體定軸轉動動能定理、角動量守恒定律。重點：角動量守恒定律；剛體定軸轉動的動能定理。難點：角動量守恒定律；剛體定軸轉動的動能定理。61、2、3機械振動5.1簡諧運動5.2描述簡諧運動的物理量5.3簡諧運動的旋轉矢量圖示法、相位差5.4同方向簡諧運動的合成、拍5.5阻尼振動5.6受迫振動教學要求：了解拍現象、阻尼振動、受迫振動和共振；了解同方向同頻率簡諧運動的合成；掌握簡諧運動中振幅、周期、頻率和相位的確定；理解簡諧振動的旋轉矢量圖示法。重點：簡諧運動中振幅、周期、頻率、相位和運動表達式的確定。難點:簡諧振動初相的確定；同方向同頻率簡諧運動的合成。61、2熱力學基礎6.1熱力學系統及其平衡態(tài)、準靜態(tài)過程6.2氣體的物態(tài)方程6.3熱力學第一定律6.4理想氣體的熱力學過程6.5循環(huán)過程6.6熱力學第二定律教學要求：了解熱力學第二定律的克勞修斯表述和開爾文表述的等價性；掌握氣體的物態(tài)方程，熱力學第一定律；掌握等體過程、等壓過程、等溫過程、絕熱過程的基本規(guī)律。重點：氣體的物態(tài)方程；熱力學第一定律；等體過程、等壓過程、等溫過程、絕熱過程的基本規(guī)律。難點：熱力學定律的理解。61、2、3氣體動理論7.1氣體動理論的基本概念7.2理想氣體的壓強和溫度7.3氣體分子運動的速率分布律7.4分子的平均碰撞頻率和平均自由程7.5能量按自由度均分定理7.6氣體內的輸運現象教學要求：了解物質結構的分子特征、分子熱運動的統計速率、氣體輸運現象；理解分子熱運動的統計規(guī)律、分子速率分布規(guī)律、麥克斯韋速率分布律、分子平均自由程；掌握理想氣體的壓強公式、能量公式、能量按自由度均分定理。重點：理想氣體的壓強公式；能量公式；能量按自由度均分定理。難點：理想氣體的壓強公式；能量公式；能量按自由度均分定理。61、2合計48五、教學方法及手段課程教學采用線上線下相結合的教學模式，以“學生為中心”，采用問題研究拓展式教學方法，通過問題引導法、啟發(fā)探究法、分組討論法、課堂互動法等，讓學生自主發(fā)現問題并解決問題，開啟學生內在學習動力和潛力。采用QQ、微信、釘釘等交流工具，加強和學生之間的交流和溝通。六、課程資源1.推薦教材:（1）嚴導淦.物理學上冊(第6版)[M].北京:高等教育出版社,2016年.2.參考書:（1）張三慧.大學物理學[M].北京:清華大學出版社,2019年.（2）趙近芳,王登龍.大學物理學(第6版)[M].北京:北京郵電大學出版社,2021年.（3）馬文蔚.物理學(第七版)[M].北京:高等教育出版社,2020年.3.期刊:（1）汪靜,胡玉才,遲建衛(wèi).基于大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的物理教育教學體系構建與實施[J].中國大學教學,2021,(03):55-59.（2）王曉鷗,張伶莉,袁承勛,王先杰,靳辰飛,張宇.新工科背景下的大學物理課程建設與實踐[J].大學物理,2021,40(04):45-49.（3）羅洪剛.物理教育觀念之轉變——從“物理學科”到“物理科學”[J].物理,2022,51(03):201-204.（4）王晶,白炳蓮.面向“新工科”機械工程專業(yè)的大學物理教學改革探索[J].大學物理實驗,2022,35(03):137-140.（5）張宇,王錫芝,王雪.針對機械類專業(yè)的大學物理教學改革探索[J].科技風,2020,(13):84-84.（6）EricBrewe,VashtiSawtelle.Modellinginstructionforuniversityphysics:examiningthetheoryinpractice[J].EuropeanJournalofPhysics,2018,39(5):1-33.4.網絡資源:（1）周雨青,董科,侯吉旋,等.大學物理核心知識(上)[Z/OL].北京:中國大學MOOC,2022[2022]./course/SEU-1206815802?tid=1467133666.（2）周雨青,董科,侯吉旋,等.大學物理核心知識(下)[Z/OL].北京:中國大學MOOC,2022[2022].2021./course/SEU-1206816804.（3）李旭光,楊開巍,唐英,等.大學物理(一)[Z/OL].北京:中國大學MOOC,2022[2022]./course/CSU-1205898821?tid=1450250447.（4）李旭光,楊開巍,唐英,等.大學物理(二)[Z/OL].北京:中國大學MOOC,2022[2022]./course/CSU-1206696842.七、課程考核對課程目標的支撐課程成績由過程性考核成績和期末考核成績兩部分構成，具體考核/評價細則及對課程目標的支撐關系見表3。表3課程考核對課程目標的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評價細則課程目標123過程性考核預習4（1）根據線上自主預習和課前測試情況進行考核，滿分100分。（2）以預習考核成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭?2考勤4（1）根據學生出勤情況進行考核，滿分100分。（2）以考勤成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。√√√211課堂活動8（1）根據學生課堂表現情況進行評分，滿分100分。（2）課堂活動主要包括隨堂練習、討論、搶答以及其他課堂活動等，取各項分數之和作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以課堂活動總成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?22線上學習6（1）根據線上自主學習情況進行考核，滿分100分。（2）線上學習包括授課視頻的學習、學習測試、主題討論等內容，根據完成情況和測試情況進行此環(huán)節(jié)的最終評分。（3）以線上自主學習考核成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?21作業(yè)評價8（1）主要考核學生對各章節(jié)知識點的復習、理解和掌握程度，滿分100分。（2）每次作業(yè)單獨評分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以作業(yè)成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?22章節(jié)測試10（1）主要考查學生對所學知識點的理解、掌握程度和綜合運用能力，滿分100分。（2）每次測試單獨評分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以測試成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?32期末考核60（1）卷面成績100分，以卷面成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。（2）主要考核質點運動學、質點動力學、力學守恒定律、剛體定軸轉動、機械振動、熱力學等內容。（3）考試題型為：單項選擇題、填空題、簡答題、計算分析題等?！獭獭?02020合計：100分403228八、考核與成績評定1.考核方式及成績評定考核方式：本課程主要以預習、考勤、課堂活動、線上學習、作業(yè)評價、章節(jié)測試、期末考試等方式對學生進行考核評價?？己嘶疽螅嚎己丝偝煽冇善谀┰嚲沓煽兒瓦^程性考核成績組成。其中：期末試卷成績?yōu)?00分（權重為60%），試題類型為單項選擇題、填空題、簡答題、計算分析題等類型，試卷中基本知識、基本理論、基本技能不超過50%，綜合應用題、分析題不低于50%；預習、考勤、課堂活動、線上學習、作業(yè)評價、章節(jié)測試等過程性考核成績?yōu)?00分（權重為40%）；過程性考核和考試試題分值分配應與教學大綱各章節(jié)的學時基本成比例。2.過程性考核成績的標準過程性考核方式重點考核內容、評價標準、所占比重見表4。表4過程性考核方式評價標準考核方式所占比重(%)100≥x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60預習10認真完成預習任務，授課視頻觀看90%以上。認真完成預習任務，授課視頻觀看80%以上。認真完成預習任務，授課視頻觀看70%以上。沒有認真完成預習任務，授課視頻觀看60%以上。沒有完成預習任務，授課視頻觀看低于60%?？记?0出勤率90%以上。出勤率80%以上。出勤率70%以上。出勤率60%以上。出勤率低于60%。課堂活動20積極參與教學活動，踴躍回答問題，準確率大于90%。認真參與教學活動，回答問題準確率大于80%。偶爾參與教學活動，回答問題準確率大于70%。上課不認真，偶爾參與教學活動。上課不認真，不參與教學活動。線上學習15認真進行線上學習，完成線上學習任務90%以上。認真進行線上學習，完成線上學習任務80%以上。進行線上學習，完成線上學習任務70%以上。沒有認真進行線上學習，完成線上學習任務60%以上。沒有認真進行線上學習，完成線上學習任務低于60%。作業(yè)評價20作業(yè)完整，思路清晰，準確率大于90%，字跡工整。作業(yè)完整，準確率大于80%，字跡工整。不交作業(yè)2次以內，準確率大于70%。不交作業(yè)4次以內，準確率大于60%。不交作業(yè)5次以上，準確率小于60%。章節(jié)測試25完全掌握所測試的知識點，解題思路清晰、答案正確。掌握測試知識點，解題思路基本正確，答案正確率80%以上。掌握測試知識點，解題思路基本正確，答案正確率70%以上。對測試知識點不熟悉，答案正確率60%以上。對測試知識點不熟悉，答案錯誤，思路不清晰?！洞髮W物理（2）》教學大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：13111021課程性質：通識教育必修課學分：2學分學時：32學時（理論32學時）先修課程：高等數學、線性代數后續(xù)課程：電工與電子技術等適用專業(yè)：機械設計制造及自動化工程開課單位：理學部一、課程說明《大學物理（2）》是面向高等學校機械設計制造及自動化工程專業(yè)學生開設的通識教育必修課。該課程所講授的基本概念、基本理論和基本方法是構成學生科學素養(yǎng)的重要組成部分，是一個科學工作者和工程技術人員所必備的。本課程的主要任務是介紹真空中靜電場的基本物理概念和常用的物理量以及靜電場的基本規(guī)律、靜電場中導體和電介質的基本性質和變化規(guī)律、恒定電流產生的磁場的性質、電磁感應現象的基本規(guī)律，為學生學習后續(xù)課程打下必要的物理基礎，具有其他課程不能替代的重要作用。二、課程目標通過本課程的學習，使學生達到如下目標：課程目標1：了解和掌握真空中靜電場的基本規(guī)律、靜電場中導體和電介質的基本性質、恒定電流磁場的基本規(guī)律、電磁感應現象和基本規(guī)律，掌握物理學的基本思想。課程目標2：在本課程基本概念、基本理論、基本方法的全面系統學習的基礎上，提高抽象思維能力、邏輯思維能力，具有能夠運用高等數學分析物理現象和推演物理理論的能力，具備一定的科學分析問題的能力。課程目標3：學生形成良好的學習態(tài)度和習慣，具備一定的科學素養(yǎng)和思維；具有現代的科學的自然觀、宇宙觀和辯證唯物主義世界觀，具有愛國情懷，樹立報國之心。三、課程目標與畢業(yè)要求《大學物理（2）》課程教學目標對機械設計制造及自動化工程專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。表1課程教學目標與畢業(yè)要求關系畢業(yè)要求指標點課程目標支撐強度1.工程知識1.1掌握數學、物理的基礎知識，領會數學、自然科學的重要思想和思維方法，理解工程問題的數理本質及其表述方法。課程目標1：了解和掌握真空中靜電場的基本規(guī)律、靜電場中導體和電介質的基本性質、恒定電流磁場的基本規(guī)律、電磁感應現象和基本規(guī)律，掌握物理學的基本思想。課程目標2：在本課程基本概念、基本理論、基本方法的全面系統學習的基礎上，提高抽象思維能力、邏輯思維能力，具有能夠運用高等數學分析物理現象和推演物理理論的能力，具備一定的科學分析問題的能力。課程目標3：學生形成良好的學習態(tài)度和習慣，具備一定的科學素養(yǎng)和思維；具有現代的科學的自然觀、宇宙觀和辯證唯物主義世界觀，具有愛國情懷，樹立報國之心。H注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關畢業(yè)要求的關聯度。四、教學內容、基本要求與學時分配理論部分理論部分的教學內容、基本要求與學時分配見表2。表2教學內容、基本要求與學時分配教學內容教學要求，教學重點難點理論學時對應的課程目標真空中的靜電場1.1電荷、庫侖定律1.2電場、電場強度1.3電場強度和電場力的計算1.4電場強度通量、真空中靜電場的高斯定理1.5靜電場的環(huán)路定理、電勢1.6等勢面、電場強度與電勢的關系教學要求：了解等勢面、電場強度與電勢的關系；掌握電荷守恒定律和庫侖定律；掌握電場線、電通量和真空中靜電場的高斯定理；理解電位移矢量、電場力做功、靜電場的環(huán)路定律、電勢能、電勢。重點：高斯定理及其應用。難點：電場強度與電勢的關系。81、2靜電場中導體和電介質2.1靜電場中的金屬導體2.2靜電場中的電介質2.3有電介質時的靜電場和高斯定理2.4電容、電容器2.5電場的能量教學要求：了解電介質的極化、極化強度、電場能量、電場能量密度；掌握導體的靜電平衡條件以及靜電屏蔽、有電介質時靜電場的高斯定理；理解電容器的電容。重點：靜電平衡條件以及靜電平衡時導體上電荷的分布；有電介質時靜電場的高斯定理。難點：電介質的極化、極化強度以及電介質中電場強度的計算。61、2、3恒定電流的磁場3.1磁的基本現象3.2磁場、磁感應強度3.3畢奧-薩伐爾定律及其應用3.4磁感應線、磁通量、真空中磁場的高斯定理3.5安培環(huán)路定理及其應用3.6磁場對載流導線的作用、安培定律3.7帶電粒子在電場和磁場中的運動3.8磁場中的磁介質3.9有磁介質時磁場的高斯定理和安培環(huán)路定理教學要求：了解物質的磁化、磁導率、磁化強度；理解磁場、磁感應強度和畢奧—薩伐爾定律；掌握磁場的高斯定理和安培環(huán)路定理；掌握磁場對載流導線的作用；理解帶電粒子在磁場中的運動；了解有磁介質時磁場的安培環(huán)路定理。重點：安培環(huán)路定理；磁場對載流導線的作用。難點：磁場對平面載流線圈的作用；帶電粒子在電磁場中的運動。121、2、3電磁感應4.1電磁感應現象及其基本規(guī)律4.2動生電動勢4.3感生電動勢、渦旋電場4.4自感和互感4.5磁場的能量4.6麥克斯韋的位移電流假設4.7麥克斯韋電磁場理論的方程組（積分形式）教學要求：掌握電磁感應定律和楞次定律；掌握動生電動勢和感生電動勢；了解自感和互感現象；理解磁場的能量；了解麥克斯韋方程組的積分形式。重點：動生電動勢和感生電動勢；麥克斯韋方程組。難點：麥克斯韋方程組。61、2、3合計32五、教學方法及手段課程教學采用線上線下相結合的教學模式，以“學生為中心”，采用問題研究拓展式教學方法，通過問題引導法、啟發(fā)探究法、分組討論法、課堂互動法等，讓學生自主發(fā)現問題和解決問題，開啟學生內在學習動力和潛力。采用QQ、微信、釘釘等交流工具，加強和學生之間的交流和溝通。六、課程資源1.推薦教材:（1）嚴導淦.物理學下冊(第6版)[M].北京:高等教育出版社,2016年.2.參考書:（1）張三慧.大學物理學[M].北京:清華大學出版社,2019年.（2）趙近芳,王登龍.大學物理學(第6版)[M].北京:北京郵電大學出版社,2021年.（3）馬文蔚.物理學(第七版)[M].北京:高等教育出版社,2020年.3.期刊:（1）汪靜,胡玉才,遲建衛(wèi).基于大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的物理教育教學體系構建與實施[J].中國大學教學,2021,(03):55-59.（2）王曉鷗,張伶莉,袁承勛,王先杰,靳辰飛,張宇.新工科背景下的大學物理課程建設與實踐[J].大學物理,2021,40(04):45-49.（3）羅洪剛.物理教育觀念之轉變——從“物理學科”到“物理科學”[J].物理,2022,51(03):201-204.（4）王晶,白炳蓮.面向“新工科”機械工程專業(yè)的大學物理教學改革探索[J].大學物理實驗,2022,35(03):137-140.（5）張宇,王錫芝,王雪.針對機械類專業(yè)的大學物理教學改革探索[J].科技風,2020,(13):84-84.（6）EricBrewe,VashtiSawtelle.Modellinginstructionforuniversityphysics:examiningthetheoryinpractice[J].EuropeanJournalofPhysics,2018,39(5):1-33.4.網絡資源:（1）周雨青,董科,侯吉旋,等.大學物理核心知識(上)[Z/OL].北京:中國大學MOOC,2022[2022]./course/SEU-1206815802?tid=1467133666.（2）周雨青,董科,侯吉旋,等.大學物理核心知識(下)[Z/OL].北京:中國大學MOOC,2022[2022].2021./course/SEU-1206816804.（3）李旭光,楊開巍,唐英,等.大學物理(一)[Z/OL].北京:中國大學MOOC,2022[2022]./course/CSU-1205898821?tid=1450250447.（4）李旭光,楊開巍,唐英,等.大學物理(二)[Z/OL].北京:中國大學MOOC,2022[2022]./course/CSU-1206696842.七、課程考核對課程目標的支撐課程成績由過程性考核成績和期末考核成績兩部分構成，具體考核/評價細則及對課程目標的支撐關系見表3。表3課程考核對課程目標的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評價細則課程目標123過程性考核考勤4（1）根據出勤情況進行考核，滿分100分；（2）以出勤考核成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭?2課堂活動12（1）根據學生課堂表現情況進行評分，滿分100分；（2）課堂活動主要包括隨堂練習、討論、搶答以及其他課堂活動等，取各項分數之和作為此環(huán)節(jié)的最終成績；（3）以課堂活動總成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?33作業(yè)評價8（1）主要考核學生對各章節(jié)知識點的復習、理解和掌握程度，滿分100分；（2）每次作業(yè)單獨評分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績；（3）以作